Ερευνητές της Google Quantum AI πέτυχαν για πρώτη φορά σε πραγματικό υλικό κβαντικό υπολογιστή την εφαρμογή της λεγόμενης «καλλιέργειας μαγικών καταστάσεων» (magic state cultivation), μειώνοντας τα σφάλματα κατά σαράντα φορές.
Η μέθοδος αυτή αποτελεί μια κρίσιμη πρόοδο για την αντιμετώπιση της εγγενούς αστάθειας των qubits, προσφέροντας έναν αποδοτικότερο τρόπο καθαρισμού των θορυβωδών κβαντικών καταστάσεων χωρίς τις τεράστιες απαιτήσεις σε πόρους που επέβαλλαν οι παραδοσιακές τεχνικές απόσταξης.
Η διαδικασία καθαρισμού και τα αποτελέσματα
Στο πλαίσιο του πειράματος, το οποίο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, η ερευνητική ομάδα κωδικοποίησε μια θορυβώδη μαγική κατάσταση σε ένα πλέγμα φυσικών qubits και χρησιμοποίησε βοηθητικά qubits για τον εντοπισμό σφαλμάτων χωρίς να καταστραφούν τα ευαίσθητα δεδομένα.
Αξιοποιώντας μια νέα τεχνική μέτρησης ονομαζόμενη kickback tomography, το σύστημα απέρριπτε τις προβληματικές προσπάθειες, διατηρώντας μόνο εκείνες που πληρούσαν αυστηρά κριτήρια.
Η διαδικασία απέφερε βελτιωμένες καταστάσεις με πιστότητα που αγγίζει το 99,99%, ενώ οι καθαρισμένες καταστάσεις μεταφέρθηκαν με επιτυχία σε μεγαλύτερα συστήματα προστασίας επιφανειακού κώδικα (surface code). Το επίτευγμα αυτό περιορίζει σημαντικά το υπερβολικό υλικό που απαιτείται μέχρι σήμερα για την εκτέλεση προηγμένων κβαντικών υπολογισμών, ανοίγοντας τον δρόμο για την κλιμάκωση των μελλοντικών κβαντικών συστημάτων.
