Resumo interno:
- O relatório de correção de erros quânticos (QEC) de 2024 da Riverlane enfatiza o papel crítico da correção de erros quânticos na obtenção de computação quântica escalável e tolerante a falhas, com contribuições de 12 especialistas da indústria e acadêmicos.
- O relatório destaca o consenso da indústria de que a correção de erros quânticos é essencial para realizar milhões de operações quânticas confiáveis (MegaQuOp) e avançar a computação quântica além dos estágios experimentais.
- Alcançar 99,9% de confiabilidade em qubits é uma meta inegociável para a construção de qubits lógicos confiáveis, e o QEC se aplica a todas as plataformas de qubit, incluindo tecnologias de supercondutores e de íons confinados.
- O relatório enfatiza a importância dos esforços colaborativos, da padronização e do desenvolvimento de uma pilha QEC escalonável para abordar a decodificação e o gerenciamento em tempo real de sistemas quânticos em grande escala.
COMUNICADO DE IMPRENSA, Cambridge, Reino Unido – Riverlane, uma empresa líder em computação quântica, lançou oficialmente seu Relatório de correção de erros quânticos (QEC) de 2024. Este guia abrangente inclui contribuições valiosas de 12 especialistas da indústria e do meio acadêmico com insights sobre as complexidades da tecnologia QEC e seu papel na construção de confiabilidade. computadores quânticos e como o QEC desbloqueará um milhão de operações quânticas sem erros (MegaQuOp). De acordo com o relatório, a correção de erros quânticos não é mais um objetivo distante – é uma pedra angular fundamental da computação quântica funcional em grande escala, e sua implementação está crescendo rapidamente em toda a indústria.
Correção quântica de erros como chave para medição
A correção quântica de erros, conforme destacado no relatório, é amplamente considerada como uma das tecnologias mais importantes necessárias para avançar a computação quântica desde os estágios experimentais até as aplicações do mundo real. Steve Brierley, CEO da Riverlane, refletiu sobre o desafio de ir além dos sistemas de valores limitados de hoje: “Deixe-me resumir esse desafio em uma palavra: erros”.
Os computadores quânticos de hoje são limitados por altas taxas de erro que os impedem de gerenciar grandes cálculos. Eles só podem realizar entre 100 e 1.000 operações quânticas confiáveis (QuOps) antes que erros estraguem o processo de computação. Para que um computador quântico supere qualquer supercomputador clássico, ele deve realizar milhões de operações confiáveis.
O relatório sublinha o crescente consenso da indústria de que as correções de bugs críticos são fundamentais para superar estes desafios técnicos. Simone Severini, gerente geral de tecnologias quânticas da AWS, concorda com esta visão: “Sem depuração, será muito difícil construir um computador quântico comercialmente viável”.
Apesar da correção do erro quântico, o sonho de aplicações quânticas no mundo real permanece em fase experimental. O relatório de Riverlane destaca tecnologias-chave, como decodificadores de hardware em tempo real, que levarão a computação quântica além do atual estágio experimental e para a era comercial.
Alcançando o MegaQuOp: um marco para superar os limites
A chave para a mensagem do Relatório de Correção de Erros Quânticos é alcançar 'MegaQuOp', o limite de um milhão de operações quânticas confiáveis. Este evento marcante, amplamente previsto para 2028, representa um avanço significativo que poderá permitir que os computadores quânticos resolvam problemas que vão além das capacidades dos computadores clássicos de hoje. Jan Goetz, CEO da IQM Quantum Computers, observa a importância deste marco: “O tamanho do sistema e a confiabilidade da porta agora excedem o limite necessário para correção de erros… uma fase emocionante da computação quântica está apenas começando.”
Alcançar o marco MegaQuOp é fundamental para habilitar sistemas quânticos incontroláveis e tolerantes a falhas. Steve Brierley, CEO e fundador da Riverlane, também enfatiza a importância desta conquista: “Ao melhorar a qualidade e a quantidade dos qubits e ao desenvolver algoritmos quânticos e um conjunto de técnicas chamadas correção quântica de erros (QEC), podemos reduzir os erros lá É aí que podemos começar a encontrar aplicações que mudam o mundo. “
Status atual da correção de erros quânticos
Uma análise aprofundada da tecnologia QEC atual em diferentes plataformas de qubit, incluindo supercondutores, íons aprisionados, silício e átomos neutros, mostra que atingir 99,9% de confiabilidade é identificado como uma meta negociável para começar a construir qubits lógicos confiáveis. Olivier Ezratty, autor de Understanding Quantum Technologies, observa: “Você precisa de qubits muito melhores do que os que temos hoje…
Apesar dos pontos fortes e desafios únicos de cada tecnologia qubit, o relatório enfatiza que o QEC é uma forma geral de superar estas limitações. Como Rosemary Francis, cientista sênior de supercomputadores da Altair, resume bem: “A depuração quântica é um problema muito interessante porque se aplica a todos os tipos de computadores quânticos. Nenhuma tecnologia de computador quântico está livre de erros. “
O consenso da indústria é claro: sem QEC, a computação quântica não terá escala e ficará limitada a nichos de aplicações de brinquedos. Alcançar uma excelente tolerância a falhas requer melhorias contínuas em hardware e software, com a tecnologia QEC no centro desses esforços.
A pilha QEC: possibilitando correção de erros quânticos escalonáveis e em tempo real
O relatório explica como o desenvolvimento de algoritmos qubit e/ou quânticos por si só não será suficiente para executar algoritmos de forma confiável para milhões ou milhões de operações confiáveis. É aqui que é necessário um conjunto de soluções clássicas de QEC para lidar com os números e tipos crescentes de erros. Este clássico 'QEC Stack' aborda os principais desafios na correção de erros, incluindo decodificação em tempo real e gerenciamento de grandes sistemas qubit.
No entanto, construir uma pilha QEC escalável é mais do que apenas melhorar a confiabilidade do qubit. Envolve o desenvolvimento de algoritmos de gravação avançados capazes de processar grandes quantidades de dados de erro em velocidades consistentes com operações quânticas. Nicolas Delfosse, pesquisador principal da IonQ, explica o desafio: “Precisamos ter certeza de que corrigimos os erros rapidamente, em vez de acumulá-los. Isso envolve o uso de um algoritmo primitivo [decoder] que usa dados de um computador quântico para identificar e corrigir erros. O decodificador tem que ser rápido o suficiente porque se for lento, os erros se acumularão mais rápido do que podemos corrigi-los, o que é uma grande barreira para a correção de erros quânticos.”
Esforços Colaborativos: Melhorando a Correção de Erros Quânticos Usando Parcerias e Organizações Interdisciplinares
A jornada para corrigir erros quânticos incontroláveis depende tanto da inovação interna quanto da colaboração com os principais engenheiros de hardware e parceiros acadêmicos. O relatório revela que, das empresas de hardware quântico que trabalham ativamente no QEC, metade já trabalha com terceiros. Estes esforços comunitários são importantes, uma vez que a QEC requer conhecimentos em vários campos. Nicolas Delfosse, investigador principal da IonQ, enfatiza este ponto: “Para construir um computador quântico, precisamos de especialistas de muitas áreas diferentes – físicos, cientistas da computação, engenheiros, e assim por diante. Cada grupo tem sua própria linguagem e forma de pensar, por isso precisamos trabalhar muito para desenvolver uma comunicação interdisciplinar. É muito trabalhoso, mas vale a pena porque quebrar essas barreiras é essencial para o desenvolvimento da computação quântica.”
Esta colaboração multidisciplinar é crítica à medida que a indústria da computação quântica ultrapassa a era NISQ. À medida que as empresas começam a desenvolver os seus próprios sistemas de computação quântica tolerantes a falhas, a Riverlane está a trabalhar com os principais fabricantes mundiais de qubit para enfrentar desafios como melhorar a fiabilidade das portas de dois bits, reduzir o ruído de fuga e melhorar a escalabilidade do circuito médio.
Além disso, o relatório destaca a necessidade de métricas padronizadas, como operações quânticas (QuOps), para facilitar a comunicação e a medição à medida que os computadores quânticos crescem em tamanho e complexidade. O QuOp, originalmente uma ferramenta para cientistas e teólogos, agora ganhou valor prático fora do laboratório. Em 2023, o governo do Reino Unido adotou o QuOps na Quantum Mission One, visando operações quânticas (MegaQuOp) de um milhão a um bilhão de erros (GigaQuOp), depois um trilhão (TeraQuOp) em 2028, 2032 e 2035, respectivamente. Este foco em posições métricas comuns fornece a estrutura necessária para discussões mais produtivas para promover a computação quântica tolerante a falhas em grande escala e sua viabilidade comercial.
O relatório conclui com três propostas de aplicações do regime MegaQuOp, que fornecem exemplos adicionais de aplicações, como o dimensionamento de computadores quânticos. Para obter mais informações e acessar o Relatório de depuração quântica completo, visite o site da Riverlane.
“Resolver a correção de erros quânticos não é mais um objetivo distante – já é uma pedra angular da computação quântica e sua implementação está crescendo rapidamente em toda a indústria”, disse Steve Brierley, fundador e CEO da Riverlane. “Avanços recentes na correção quântica de erros, combinados com melhorias contínuas nos dispositivos, abriram a próxima geração de computadores quânticos que ultrapassarão os computadores clássicos nos próximos 5 anos”.
Sobre Riverlane:
A missão da Riverlane é tornar a computação quântica útil e rápida. Isto revolucionará o futuro da computação e inaugurará uma era de progresso humano tão importante quanto a revolução digital e industrial. Conseguir isso requer uma redução de mais de 10.000 vezes nos erros do sistema que paralisam rapidamente todos os computadores quânticos hoje. Riverlane desenvolveu 'Deltaflow', uma pilha de correção de erros quânticos (QEC), que resolve esse problema em todos os computadores quânticos usando todos os tipos de qubit. No núcleo do Deltaflow está o detector de erros quânticos mais poderoso do mundo. Deltaflow é alimentado por uma nova classe de semicondutores QEC patenteados projetados e fabricados pela Riverlane.
