來自Quantinuum, QuTech（荷蘭代爾夫特理工大學）和德國斯圖加特大學的多學科團隊使用H1量子計算機演示了容錯運算取得的顯著進步
英國劍橋和科羅拉多州布魯姆菲爾德2023年9月28日 /美通社/ -- 容錯量子計算機為世界上一些最緊迫的醫學、金融和環境問題提供全新的解決方案，并促進人工智能的真正廣泛使用。該計算機正推動全球對量子技術的興趣。 然而，為實現這一范式而制定的各種時間表需要重大突破和創新才能實現，而最緊迫的突破和創新是少數物理量子位向容錯量子位的轉移。
全球最大集成量子計算公司 Quantinuum 的科學家及合作者在這條道路上邁出了有意義的一步，他們演示了第一個容錯方法：在由Honeywell提供支持的Quantinuum H1量子計算機上，用三個邏輯編碼的量子位執行數學程序。
容錯量子計算方法有望在分子仿真、人工智能、優化和網絡安全等領域，為切實解決現實世界問題開辟一種方式。 隨著近年來在硬件、軟件和糾錯方面取得的一系列重要突破，如今Quantinuum在arXiv上發表的一篇新論文 "Fault-Tolerant One-Bit Addition with the Smallest Interesting Colour Code" 中的成果是一種自然的進步，體現了日益擴大的前進步伐。
許多公司和研究小組專注于通過處理量子計算機運行時自然產生的噪聲來實現容錯。 Quantinuum是公認的先驅，實現了多項首創，例如使用實時糾錯以完全容錯的方式演示兩個邏輯量子位之間的糾纏門，以及使用兩個邏輯編碼的量子位模擬氫分子。
通過使用已知最小的容錯電路執行一位加法，該團隊實現了幾乎降低一個數量級的錯誤率，約為1.1x10-3，而未編碼電路的錯誤率約為9.5x10-3 。 Quantinuum的H系列量子計算機中使用的量子電荷耦合器件（QCCD）架構的物理錯誤率，使觀察錯誤抑制成為可能。該錯誤率低于迄今為止已知的任何其他系統。 這些錯誤率落在容錯算法可行的范圍。
Quantinuum首席產品官兼創始人Ilyas Khan表示："除了繼續為量子生態系統提供量子計算早期可能性的證據，當前的演示還值得注意的是它的獨創性。 我們H系列的離子陷阱架構具有最低的物理錯誤率和源自量子位傳輸的靈活性，使得我們的硬件用戶能夠實現更廣泛的糾錯碼選擇，這正是這一切成為可能的原因。 在我們將硬件質量與現實世界中有意義的任務聯系起來時，請看好不久的將來將有更重要的計算進步。"
低開銷邏輯Clifford門，結合三維色碼的橫向式CCZ門，使團隊能夠將單位添加所需的雙量子位門和測量數量從1000多個減少到36個。
Quantinuum高級研究科學家兼該論文的主要研究者Ben Criger表示："我們在這里展示的CCZ門是肖爾算法、量子蒙特卡洛方法、拓撲數據分析和一系列其他量子算法的關鍵組成部分。 這一結果證明，現實硬件現在能夠共同運行容錯量子計算的所有基本要素，包括狀態準備、Clifford門、非克利夫福德門和邏輯測量。"
關于Quantinuum
Quantinuum是全球最大的集成獨立量子計算公司，由Honeywell Quantum Solutions世界領先的硬件和Cambridge Quantum一流的中間件和應用組合而成。 科學主導和企業驅動的Quantinuum加速著量子計算和在化學、網絡安全、金融和優化方面的應用開發。 公司重點關注創建可擴展的商業化量子解決方案，以解決全球在能源、物流、氣候變化和健康等領域中面臨的最緊迫問題。 該公司在美國、歐洲和日本的八個網點擁有超過480名員工，包括350多名科學家和工程師。 了解更多信息，請訪問 http://www.quantinuum.com 。
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