O computador quântico H1 da Quantinuum executa com sucesso um algoritmo totalmente tolerante a falhas com três qubits codificados logicamente

CAMBRIDGE, Inglaterra e BROOMFIELD, Colorado, 28 de setembro de 2023 /PRNewswire/ — Computadores quânticos tolerantes a falhas que oferecem novas soluções radicais para alguns dos problemas mais urgentes do mundo em medicina, finanças e meio ambiente, além de facilitar um uso verdadeiramente generalizado de IA, estão impulsionando o interesse global por tecnologias quânticas. No entanto, os vários planejamentos estabelecidos para alcançar esse paradigma exigem avanços e inovações para se manter alcançáveis, e nenhum é mais urgente do que a mudança de qubits apenas físicos para aqueles que são tolerantes a falhas.

Em um dos primeiros passos significativos ao longo deste caminho, cientistas da Quantinuum, a maior empresa de computação quântica integrada do mundo, juntamente com colaboradores, demonstraram o primeiro método tolerante a falhas usando três qubits codificados logicamente no computador Quantinuum H1, alimentado pela Honeywell, para realizar um procedimento matemático.

Espera-se que métodos de computação quântica tolerantes a falhas abram o caminho para soluções práticas para problemas do mundo real em domínios como simulação molecular, inteligência artificial, otimização e segurança cibernética. Após uma sucessão de importantes avanços nos últimos anos em hardware, software e correção de erros, os resultados de hoje anunciados pela Quantinuum em um novo artigo sobre o arXiv, “Adição de Um Bit Tolerante a Falhas com o Menor Código de Cores Interessante” representam um passo natural à frente e refletem o ritmo crescente de progresso.

Muitas empresas e grupos de pesquisa estão focados em alcançar a tolerância a falhas, lidando com o ruído que surge naturalmente quando um computador quântico realiza suas operações. A Quantinuum é comprovadamente pioneira, alcançando os primeiros anteriores, como demonstrar entrelaçamento de portas entre dois qubits lógicos de forma totalmente tolerante a falhas usando correção de erros em tempo real, e simulando a molécula de hidrogênio com dois qubits codificados logicamente.

Ao realizar a adição de um bit usando o menor circuito tolerante a falhas conhecido, a equipe alcançou uma taxa de erro quase uma ordem de magnitude mais baixa, a ~1,1×10^-3 em comparação com ~9,5×10^-3 para o circuito não codificado. A supressão de erros observada foi possibilitada pelas taxas de erro físico da arquitetura do dispositivo quântico de carga acoplada (QCCD) usada nos computadores quânticos da série H da Quantinuum, que são mais baixas do que em qualquer outro sistema conhecido até o momento. Essas taxas de erro estão dentro da faixa em que algoritmos tolerantes a falhas se tornam viáveis.

Ilyas Khan, Diretor de Produtos e Fundador da Quantinuum, disse:” Além de continuar a fornecer ao ecossistema quântico evidências do que é possível nesses primeiros dias da computação quântica, a demonstração atual é notável por sua engenhosidade. A arquitetura de armadilha de íons de nossa série H oferece as taxas de erro físico mais baixas e a flexibilidade derivada do transporte de qubits, o que permite aos usuários de nosso hardware implementar uma escolha muito mais ampla de códigos de correção de erros, e é isso que tornou isso possível. Esteja atento a mais avanços computacionais importantes no período que se avizinha, à medida que conectamos a qualidade de nosso hardware com tarefas que são significativas no mundo real.”.

Portas Clifford lógicas com baixa sobrecarga, em combinação com a porta CCZ transversal do código de cores tridimensional, permitiram à equipe reduzir o número de portas de dois qubits e medições necessárias para adição de um bit de mais de 1000 para 36.

Ben Criger, cientista sênior de pesquisa da Quantinuum e pesquisador principal do artigo, disse: “A porta CCZ, que demonstramos aqui, é um ingrediente fundamental no algoritmo de Shor, no Monte Carlo quântico, na análise topológica de dados e em uma série de outros algoritmos quânticos. Este resultado prova que o hardware real agora é capaz de executar todos os elementos essenciais da computação quântica tolerante a falhas ? preparação de estado, portas Clifford, portas não-Clifford e medição lógica – em conjunto”.

Sobre a Quantinuum 

A Quantinuum é a maior empresa integrada de computação quântica autônoma do mundo, formada pela combinação do hardware líder mundial da Honeywell Quantum Solutions e do middleware e aplicações líderes de classe CambridgeQuantum. Guiada pela ciência e orientada para empresas, a Quantinuum acelera a computação quântica e o desenvolvimento de aplicações nas áreas de química, segurança cibernética, finanças e otimização. O foco da empresa é criar soluções quânticas escaláveis e comerciais para resolver os problemas mundiais mais urgentes em áreas como energia, logística, mudanças climáticas e saúde. A empresa emprega mais de 480 pessoas, incluindo mais de 350 cientistas e engenheiros, em oito unidades nos Estados Unidos, Europa e Japão. Para mais informações, acesse http://www.quantinuum.com.

A marca comercial Honeywell é utilizada sob licença da Honeywell International Inc. A Honeywell não faz representações ou garantias relacionadas a este serviço.

Foto: https://mma.prnewswire.com/media/2223685/Quantinuum_H2.jpg

FONTE Quantinuum