Cientistas na Finlândia dizem que fizeram progressos em direção à computação quântica “tolerante a falhas” após atingir taxas de erro recordes em um protótipo de processador quântico — potencialmente abrindo caminho para uma computação mais prática e estável. computadores quânticos.
Em um declaraçãopesquisadores da IQM Quantum Computers disseram que sua tecnologia inovou em duas áreas principais: a precisão das operações entre qubits — as unidades mais básicas de informação quântica — e a estabilidade dos qubits ao longo do tempo.
Esses fatores determinam a precisão e a durabilidade das operações quânticas em um dispositivo. Alta precisão, ou fidelidade, entre qubits permite cálculos mais precisos e menos erros. Enquanto isso, a estabilidade, ou “coerência”, entre qubits garante que a informação quântica seja mantida por tempo suficiente para executar cálculos.
Representantes do IQM disseram que os cientistas alcançaram 99,9% de fidelidade em operações de portas de dois qubits e bateram um novo recorde em “tempo de relaxamento do qubit”, ou seja, o tempo que um qubit leva para perder seu estado quântico.
Essas conquistas trazem a computação quântica tolerante a falhas — onde erros em cálculos quânticos se corrigem automaticamente — mais perto da realidade, disseram representantes da IQM. Isso foi particularmente aparente no teste dos portões quânticos.
Portas quânticas são os blocos de construção de circuitos quânticos, semelhantes às portas lógicas em computadores clássicos. Portas lógicas são interruptores digitais que agem como tomadores de decisão em computadores, usando dados binários (1s e 0s) para executar operações básicas.
Alta fidelidade em portas de dois qubits é essencial para gerar estados emaranhados — quando os qubits se tornam interconectados de tal forma que o estado de um afeta diretamente o estado do outro, independentemente da distância entre eles. O emaranhamento quântico é uma pedra angular de mecânica quântica e o que Einstein chamou de “ação assustadora à distância”.
Para o teste, os tempos de coerência foram medidos pelo tempo de relaxamento (T1) e pelo tempo de defasagem (T2). Eles se referem a quanto tempo um qubit pode reter seu estado quântico antes de retornar ao seu estado normal e quanto tempo um qubit pode permanecer em sincronia com outros qubits, respectivamente.
O IQM registrou um T1 de 0,964 milissegundo, com uma possível variação de 0,092 milissegundo, e um T2 de 1,155 milissegundo com uma variável de 0,188 milissegundo. Isso significa que os qubits mantiveram suas informações e estado quântico por quase 1 milissegundo.
Embora isso não pareça muito, é considerável no mundo das operações quânticas, onde os tempos de coerência típicos são frequentemente na ordem de microssegundos. da IBM Processador Eagle de 127 qubitspor exemplo, pode gerenciar tempos de coerência de pouco mais de 400 microssegundos.
“A importância desses resultados decorre do fato de que apenas algumas poucas organizações alcançaram números de desempenho comparáveis antes”, disseram representantes do IQM no comunicado.
Se esta tecnologia for integrada num futuro processador quântico, poderá ser usada em casos de uso mais complexos do que os do IQM Computador quântico de 20 bits — sua máquina mais poderosa hoje. Os pesquisadores planejam explorar potenciais aplicações em campos como aprendizado de máquina, segurança cibernética, otimização de rotas, simulação de sensor quântico e assistência médica.
