O computador quântico sem falhas chegou mais perto – a IBM reduziu o número de qubits para correção de erros

Os computadores quânticos são extremamente sensíveis a interferências de qualquer tipo – eletromagnética, mecânica e térmica. Para combatê-los, os sistemas quânticos são colocados sobre uma base sólida, blindados e resfriados a temperaturas próximas do zero absoluto. Mas mesmo essa proteção transcendental não elimina os erros – os primeiros inimigos da execução de algoritmos. Existem duas maneiras de contornar o problema: fisicamente e algoritmicamente. A IBM escolheu o segundo caminho.

Fonte da imagem: IBM

Como provaram os especialistas do Google, um computador quântico totalmente tolerante a falhas pode ser criado se cada qubit lógico, cujos estados são usados ​​para realizar cálculos, for suportado por uma matriz de 1.000 qubits físicos que corrigem seus erros. Assim, para criar um computador quântico universal de valor aplicado, é necessária uma plataforma quântica de um milhão de qubits. Tal exigência adia o aparecimento de um sistema quântico comercial universal por décadas, se não mais, algo que a IBM não está categoricamente disposta a tolerar.

A IBM está trabalhando em algoritmos e configurações lógicas de qubit que permitirão que vários erros de qubit sejam corrigidos a um custo menor para circuitos dedicados. Assim, no início deste verão, foi publicado um artigo no qual pesquisadores da IBM comprovam o valor prático de uma plataforma quântica com mais de 100 qubits usando o exemplo de seu próprio sistema baseado no processador Eagle de 127 qubits.

Hoje, a IBM foi ainda mais longe. Os especialistas da empresa comprovaram cientificamente a possibilidade de reduzir em uma ordem de grandeza o número de qubits físicos necessários para a correção de erros. Isso ajudará tanto novos algoritmos quanto uma nova arquitetura na configuração de qubits. Os pesquisadores da empresa estimam que a nova abordagem exigirá apenas 1/10 dos qubits físicos usados ​​atualmente para correção de erros.

«Esses métodos são um trampolim para o mundo da computação tolerante a falhas”, disse o pesquisador da IBM, Sergei Bravy, “e este novo código aproxima este mundo. Este é um resultado promissor e nos indica onde devemos procurar códigos de correção de erros ainda melhores.”

Ao mesmo tempo, os pesquisadores admitem: “A correção prática de erros está longe de ser um problema resolvido. No entanto, estes novos códigos e outros avanços na área aumentam a nossa confiança de que a computação quântica tolerante a falhas não só é possível, mas é possível sem a necessidade de um computador quântico desnecessariamente grande.”