Quantum Art, ein Entwickler von vollständigen fehlertoleranten Quantencomputern auf Basis von Ionenfallen-Qubits, gab Forschungsergebnisse bekannt, die bestätigen, dass seine Multi-Qubit-Gatterarchitektur das skalierbare fehlertolerante Quantencomputing voranbringt. Die in einem Artikel mit dem Titel „Trapped-Ion Multi-Qubit Gates are Compatible with Scalable Quantum Error Correction" veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass Multi-Qubit-Gatter vollständig mit der Quantenfehlerkorrektur kompatibel sind und einen skalierbaren Weg zu logischen Qubits unterstützen können.
Die Forschung validierte eine praktische Fehlertoleranzschwelle für skalierbare Codes unter realistischen Multi-Qubit-Gatter-Rauschbedingungen. Am Beispiel von Oberflächencodes zeigten die Ergebnisse ein endliches Schwellenverhalten auf dem 1%-Niveau, das für skalierbares fehlertolerantes Quantencomputing geeignet ist. Wichtig ist, dass die Simulationsergebnisse zeigten, dass die logische Fehlerkorrektur mit zunehmender Systemskalierung weiter verbessert wird – ein entscheidender Maßstab für die Bewertung, ob eine Quantenarchitektur letztendlich den fehlertoleranten Betrieb unterstützen kann.
Dr. Amit Ben-Kish, CTO und Mitbegründer von Quantum Art, erklärte: „Das wichtigste Ergebnis ist, dass Multi-Qubit-Gatter, die vielversprechende Kandidaten für groß angelegte Quantenberechnungsschemata sind, auch vollständig kompatibel und vorteilhaft für fehlertolerante Codes sind." Er fügte hinzu, dass die Analyse zeigt, dass Fehler lokal und kontrolliert bleiben und eine praktische Schwelle existiert, was Multi-Qubit-Gatter fest im fehlertoleranten Bereich verankert.
Die Multi-Qubit-Gatterarchitektur von Quantum Art bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Recheneffizienz, Schaltungskompression, Systems skalierbarkeit und den gesamten Hardware-Fußabdruck. Die Ergebnisse zeigen, dass vollständig verbundene Multi-Qubit-Gatter eine Tiefenkompression der Schaltung und eine Reduzierung des Rechenaufwands um Größenordnungen ermöglichen, während die Fehlerausbreitung klein, kontrolliert und durch die Konnektivitätsabbildung des Gatters begrenzt bleibt. Die dominanten Rauschquellen lassen sich weitgehend als effektive Einzel- und Zwei-Qubit-Fehlerkanäle beschreiben, die mit der Multi-Qubit-Konnektivitätsabbildung des Gatters ausgerichtet sind, wobei unerwünschte Fernfehlerausbreitung deutlich schwächer bleibt.
Dieser Meilenstein validiert die Roadmap von Quantum Art hin zu groß angelegten fehlertoleranten Systemen, einschließlich der geplanten Perspective-Plattform, einem 1.000-Qubit-Multicore-Quantencomputer, der für kommerziell relevante Quantenanwendungen mit Dutzenden bis Hunderten von logischen Qubits ausgelegt ist, sowie der nächsten Generation der Landscape-Serie, die Tausende von logischen Qubits unterstützt. Die Ergebnisse bieten eine wichtige Brücke zwischen gerätephysikalischen Aspekten und der Leistung der Quantenfehlerkorrektur.
Der Artikel, verfasst von O. Grossman, Y. Kadish, S. Gazit, A. Ben-Kish, R. Ozeri und Y. Shapira, ist hier verfügbar. Weitere Informationen zu Quantum Art finden Sie auf ihrer Website unter https://www.quantum-art.tech/.
