Quantumコンピューティングは、古典的な機械のリーチを超えて問題を解決することを約束しますが、実用的、大規模デバイスへのパスは、qubitの脆弱性によってブロックされます。 環境騒音、材料の欠陥、および誤った原因は、計算を迅速に台無しにするエラーをもたらします。 この脆弱性を克服するには、欠陥のあるハードウェアとソフトウェアが蓄積するよりも迅速にエラーを検出し、正しいエラーを是正することができます。 世界中の研究者は、革新的な戦略の範囲を追求しています。 最上位のqubitから、実際のコンピュータへのエラーコードと適切なプログラムが適切なタイミングで、適切なエラーを検証します。

量子コンピューティングにおける欠陥の許容を理解する

量子計算における欠陥の許容差は、物理的なコンポーネントが量やゲートを誤って作成しても、正しい結果を生み出すためのシステムです。これは、量子計算よりもはるかに困難であり、量子の誤差(例えば、相シフトまたは振幅減衰)に苦しむ可能性があるため、古典的な誤差補正よりもはるかに困難です。また、誤差は量子状態を阻害する可能性があるため、量子の誤りを検知するには、数誤差を誤りなく、数誤差を低減します。(QEC)は、少なくとも数誤差が、数が少ないレベルの誤差を低減します。

故障許容への革新的なアプローチ

地質量子の間違いの訂正

地質的アプローチは、二つの次元格子の任意の部分の編みこみのような、多くの人システムの全体的な特性で情報をエンコードします。これらの特性は、局所的な知覚に免疫があるので、局所的なqubitsは、特定の種類の騒音に対する固有の保護を提供します。最も広く研究された地質コードは、表面コードですが、研究者は、僅かな量子ホールシステムや局所的な絶縁体を含む、よりエキゾチックな地質材料を探索しています。最近の実験は、Delheadsidalidaryの実験的レベルの機能が、そのような局所的な機能が、それらの特性が、それらの特性が、それらの特性が、および、それらの特性が、それらの特性を低下させる必要があります。

表面コードと論理的なクビット

表面コードは、各頂点がqubitと各面(plaquette)を表わす2D平方格子で物理的なqubitを配列します。これは、スタビライザー測定によるエラーを検出するために使われます。この設計は、最も近い隣接的な相互作用だけを必要とするため、それは多くの量子ハードウェアプラットフォーム(スーパーコンダクタリング、トラップされたイオンなど)と互換性があります。2023では、Google Quantum AIは、実際に、欠陥コードを事前に確認し、エラーを低減するなどの問題を予測します。

ハードウェアレベルのイノベーション

QECコードが必要である一方で、物理的なエラーのしきい値を満たすハードウェアなしで十分ではありません。研究者は、積極的に、量子のコヒーレンス時間、ゲートの忠実度、クロストークの減少を改善しています。 重ね合わせのクビットのために、材料の進歩は、一貫性を制限する2レベルのシステム欠陥を削減しました。 そのような変化は、例えば、例えば、フラクソンキシンの使用は、1ミリ秒を超えるコヒーレンス時間を示しています。 一方、半導体は、このような欠陥が、EVAは、非常に高いレベルの制御を低減しています。 99.99%は、このような欠陥は、このような欠陥が、このような欠陥が、このような問題が、このような問題が、このような問題が、より少なく、このような問題が、より少なく、より少なくなります。

ニア端末のエラーミチグレーション

現在Noisyの中間スケール量子(NISQ)の時代装置のために、完全な欠陥許容は遠い目標です。従って、QECの頭上なしで系統的な間違いを減らすために間違いの軽減の技術が開発されました。方法にはゼロ騒音の余分、確率的間違いの取消、量子回路の対称性があります。これらのアプローチはさまざまな騒音レベルと古典的なポスト処理を使用して理想的な結果を得るために多くの回路を走らせ、それらが欠陥を解決することを可能にする限りではありません。それらは、彼らは、ハードウェアの欠陥を制限する可能性が低い問題に、それらが、それらが、それらが、欠陥を制限する可能性を制限します。

チャレンジと未来の方向性

進行中でも、いくつかの課題は残っています。最も重要なのは、選択したQCCコードのしきい値の下にある物理的なエラー率を下げています。 表面コードの場合、しきい値は、速度を低下させるための1%前後にありますが、実際には、ノイズは相関的であり、十分に偏光性を低下させ、より高いしきい値や複雑なコードを必要とする。 もう一つの課題は、単一の論理的なqubitは、物理的なqubitの数千が必要であり、その結果、QECは、完全な量子制御が高価なコンピュータシステムに高価なレベルのエラーが生じる可能性があると、QECは、その逆に陥りません。

コンテンツ

革新的なアプローチは、量子コンピューティングのハードウェアの不足に対するアプローチは、エキゾチックな地質的な軌道から堅牢な表面コードと積極的なエラー緩和に及ぶ。各戦略は、脆弱な課題の異なる側面をタックルします。それは、本質的に安定した軌道、エンコーディング情報冗長化、または誤差の修正後のホックを構築することによって、その場を閉じるかどうか。より良い材料、スマートコード、および高度な制御電子機器の収束は、長期にわたる問題の解決に備え、長期的かつ迅速な対応を継続的かつ迅速に行う。

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