Une équipe d'ingénieurs informaticiens du fabricant d'ordinateurs quantiques Quantinuum, en collaboration avec des informaticiens de Microsoft, a trouvé un moyen de réduire considérablement les erreurs lors de l'exécution d'expériences sur un ordinateur quantique. Le groupe combiné a publié un article décrivant leurs travaux et leurs résultats sur arXiv serveur de préimpression.
Les informaticiens travaillent depuis plusieurs années à la construction d’un ordinateur quantique véritablement utile, capable d’atteindre la suprématie quantique. La recherche a parcouru un long chemin, la plupart impliquant l'ajout de qubits supplémentaires.
Mais de telles recherches ont été retardées par un problème principal :les ordinateurs quantiques commettent de nombreuses erreurs. Pour surmonter ce problème, les chercheurs ont cherché des moyens de réduire le nombre d'erreurs ou de corriger celles commises avant que les résultats ne soient produits.
Microsoft est l'une des sociétés qui s'efforcent de réduire les erreurs. Leur objectif principal a été la conception et l'utilisation de bits quantiques logiques à travers ce qu'ils décrivent comme « l'extraction du syndrome actif », où quelques qubits logiques sont créés à l'aide de plusieurs qubits physiques. Le système dans son ensemble est décrit par l'équipe comme un système de virtualisation qubit.
Dans ce nouvel effort, Microsoft s'est associé à Quantinuum, une société active dans le secteur du matériel informatique quantique. Quantinuum a fourni l'ordinateur H2 (basé sur des qubits pièges à ions) et Microsoft a ajouté le logiciel de qubit logique. Ensemble, ils ont utilisé 30 qubits physiques pour créer quatre qubits logiques.
Le logiciel diagnostique les erreurs et les corrige pendant que les calculs sont en cours sans détruire les qubits logiques via sa technique d'extraction du syndrome actif. La technique consiste à apprendre des détails sur les qubits concernant le bruit, plutôt que de les mesurer.
Ensemble, l’équipe de recherche a testé leur approche en réalisant 14 000 expériences sur le H2. Ils ont constaté que cela les complétait tous sans produire une seule erreur détectable. Des tests plus approfondis ont montré que le système présentait un taux d'erreur de 1 sur 100 000, ce qui est environ 800 fois supérieur à celui du même ordinateur quantique sans les qubits logiques de Microsoft.
Une fois les tests terminés, Microsoft a fait valoir que l'équipe avait créé un ordinateur quantique de niveau 2, qui présente un taux d'erreur raisonnablement faible et peut être mis à l'échelle.
Plus d'informations : M. P. da Silva et al, Démonstration de qubits logiques et correction d'erreurs répétées avec des taux d'erreur meilleurs que physiques, arXiv (2024). DOI :10.48550/arxiv.2404.02280
blogs.microsoft.com/blog/2024/ … han-physique-qubits/
cloudblogs.microsoft.com/quant … e-informatique quantique/
www.quantinuum.com/news/quanti … n-of-reliable-qubits
Informations sur le journal : arXiv
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