Los físicos de la Universidad de Sydney han encontrado un 'truco cuántico' que debería permitir enormes ganancias de eficiencia en las tecnologías de computación cuántica.
Como los científicos de IBM, Google, Microsoft y universidades de todo el mundo buscan ampliar la tecnología cuántica para hacer una computadora cuántica práctica, encontrar formas de hacer cálculos dentro de un umbral de error aceptable es un gran problema tecnológico.
Los componentes básicos de las máquinas cuánticas, bits cuánticos o qubits, son propensos a la interferencia de sus entornos circundantes, lo que los lleva a decoherencia y perder sus propiedades cuánticas. Permitir esto a través de la corrección de errores es vital para la ampliación exitosade tecnologías cuánticas.
El avance teórico del equipo de David Tuckett, el profesor Stephen Bartlett y el profesor asociado Steven Flammia permite una ganancia del 400 por ciento en la cantidad de ruido de interferencia que un sistema de computación cuántica puede sostener teóricamente mientras conserva su fidelidad.
"Esto se logra al adaptar nuestro decodificador cuántico para que coincida con las propiedades del ruido experimentado por los qubits", dijo el profesor asociado Flammia.
"En ese sentido, estamos 'pirateando' la codificación generalmente aceptada para la corrección de errores", dijo el profesor Bartlett.
La investigación se publica esta semana en la revista de primer nivel Cartas de revisión física . Forma parte del trabajo del Sr. Tuckett como candidato a doctorado en la Universidad.
En la actualidad, el umbral de la regla general para la fidelidad en una arquitectura de qubit es de aproximadamente el 1 por ciento. Esto significa que al menos el 99 por ciento de los qubits de un sistema necesitan retener información y coherencia durante períodos de tiempo relevantes para realizar cálculos útiles.
Este umbral del mundo real del 1 por ciento proviene de un enfoque teórico en el que el hardware ideal debería permitir un umbral de error del 10,9 por ciento. La caída de la tolerancia proviene del "ruido" en el uso de máquinas del mundo real.
Suponiendo que el hardware es ideal, el trabajo del equipo cuántico de Sydney, con sede en el Instituto Nano de la Universidad de Sydney, tiene un umbral de corrección de errores de hasta 43.7%, una mejora cuatro veces mayor en la base teórica actual para la corrección de errores.
Esto significa que se pueden requerir menos qubits físicos para una sola puerta lógica cuántica, o circuito cuántico básico, que puede realizar un cálculo útil.
Este nuevo enfoque debería ser aplicable en cualquier sistema cuántico, ya sea que los qubits dependan de superconductores, iones atrapados, semiconductores o estructuras topológicas en caso de que los necesiten.
Los científicos experimentales ahora necesitan aplicar este 'truco cuántico' a los sistemas del mundo real para ver cómo fluye mediante el uso de hardware 'ruidoso'.
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Materiales proporcionados por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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