ماهیت شکننده حالت های کوانتومی آنها را مستعد خطاها می کند که منجر به از دست دادن اطلاعات و قدرت محاسباتی می شود. تصحیح خطای کوانتومی (QEC) یک زمینه تحقیقاتی محوری با هدف کاهش این خطاها و نزدیک کردن کامپیوترهای کوانتومی به پتانسیل کامل خود است. تیمی از محققان، به رهبری دانشمندان مرکز محاسبات کوانتومی AWS، اکنون گزارش داده‌اند که رویکرد «کیوبیت دو ریل» ممکن است مسیر نویدبخش جدیدی برای زمان‌های همدوسی کیوبیت طولانی‌تر و اصلاح خطای کوانتومی بهبود یافته ارائه دهد.
روش‌های سنتی تصحیح خطا شامل شناسایی و تصحیح خطاهایی است که در زیرفضای محاسباتی کوانتومی رخ می‌دهد. با این حال، این رویکردها ممکن است برای همه انواع کیوبیت ها کارآمدترین نباشند. کیوبیت‌های پاک کننده (Erasure Qubits) حالت خطای اولیه را دارند که شامل نشت از زیر فضای محاسباتی است. استفاده از مزایای منحصر به فرد تصحیح خطای پاک کننده می تواند یک تغییر بازی برای محاسبات کوانتومی باشد.
محققان قابلیت یک کیوبیت دو ریل را به عنوان یک کیوبیت پاک‌کننده بسیار منسجم نشان دادند. این کیوبیت از یک جفت ترانسمون با رزونانس کوپل شده تشکیل شده است و ویژگی بارز آن این است که تقریباً همه خطاها به صورت خطاهای پاک کننده ظاهر می شوند. کیوبیت دو ریل انسجام میلی‌ثانیه‌ای را در زیرفضای خود به نمایش می‌گذارد، یک دستاورد قابل توجه با توجه به اینکه برای حالت‌های کوانتومی، یک میلی‌ثانیه یک عمر است.
مزیت کلیدی کیوبیت های پاک کننده در توانایی آنها برای دستیابی به آستانه های خطای مطلوب تر در مقایسه با روش های تصحیح خطای استاندارد نهفته است. جلوگیری از کاهش فاز باقیمانده در این کیوبیت‌های ریلی دوگانه، تضمین می‌کند که خطاهای پاک کننده به نوع خطای غالب تبدیل می‌شوند و تشخیص و تصحیح آنها را آسان‌تر می‌کند. دروازه‌های تک کیوبیتی عمدتاً تحت تأثیر خطاهای پاک کننده قرار می‌گیرند.
یکی از پیشرفت‌های گزارش‌شده در این مقاله، توانایی سیستم برای تشخیص خطاهای پاک کننده در زمان واقعی در طول عملیات مدار میانی است، که قبلاً تصور می‌شد بسیار چالش برانگیز است. معرفی خطاهای dephasing در هر بررسی کمتر از 0.1٪ است و اطمینان حاصل می کند که فرآیند تشخیص انسجام کیوبیت را به خطر نمی اندازد. توانایی این کیوبیت دو ریل برای حفظ انسجام بالا در محدوده عملیاتی قابل تنظیم گسترده نیز یک مزیت منحصر به فرد را ارائه می دهد. با کاهش احتمال برخورد فرکانس، ظرفیت بهبود یافته ای برای جلوگیری از خطاهای ناشی از نویز محیطی فراهم می کند.
لینک مقاله:
https://arxiv.org/pdf/2307.08737.pdf
