Kuantum hesaplamalarındaki hataları düzeltmeye yönelik yeni bir teknik, daha az kaynak gerektirirken daha önceki yöntemlerle karşılaştırılabilir doğruluk elde edebilir.
Kuantum hesaplamada, kuantum bitlerinin ya da kübitlerin içsel kırılganlığı kaçınılmaz olarak hesaplama hatalarına yol açmaktadır. Yüzey kodu, hata düzeltme için yaygın bir yöntemdir; bununla birlikte, çok sayıda ek kübit gerektirdiğinden büyük ölçekli kuantum hesaplama için uygun değildir.
Araştırmacı Noah Berthusen meslektaşlarıyla birlikte, uygulanabilir bir alternatif hata düzeltme prosedürü sunmuştur. Bu yöntem, yüzey kodundan daha az yardımcı kübit kullanırken, yine de karşılaştırılabilir derecede iyi performans sağlıyor.
Araştırmacılar kuantum düşük yoğunluklu parite kontrol kodları olarak bilinen hata düzeltme kodlarını kullanmaktadır. “Eşlik kontrolü”, bir bilgisayarın kübitlerinin beklenen durumlarda olduğunu doğrulamak için basit bir yöntem anlamına gelirken, ‘düşük yoğunluk’, her doğrulamanın yalnızca sınırlı sayıda hata düzeltme kübitini devreye soktuğunu gösterir.
Yeni protokol, bu kodların yalnızca bitişik kübitler arasında etkileşim gerektiren kuantum bilgisayarlar üzerindeki etkinliğini artırmaktadır. Bu iyileştirme, bilgisayarın kübitlerini ve hata düzeltme kübitlerini belirlenmiş bir çift katmanlı konfigürasyonda düzenleyerek kısmen gerçekleştirilir. Bu, bitişik kübitler üzerinde, uzakta bulunanlara göre daha sık eşlik kontrolleri yapılarak gerçekleştirilir.
Berthusen ve meslektaşları, hataya eğilimli kuantum hesaplamalarının geleneksel simülasyonları aracılığıyla, hata düzeltme yöntemlerinin etkinliğinin yüzey koduna eşit veya daha üstün olabileceğini göstermiştir. Bulguları, kapsamlı hataya dayanıklı kuantum hesaplamaya giden bir yol sunabilir. Bununla birlikte, gelecekteki çabaların, hata düzeltme süreçlerinin karmaşıklığı ve hata düzeltme kübitlerinin hareketsizlik sırasında kuantum bilgilerini kaybettiği senaryolar da dahil olmak üzere çözülmemiş birkaç sorunu ele alması gerektiğini de kabul ediyorlar.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v18/s3
