Um obstáculo importante no caminho para os computadores quânticos é o desenvolvimento significativo da tecnologia de “correção quântica de erros”. Esta tecnologia fornece uma solução básica para corrigir erros do qubit, unidade básica da computação quântica, e evita sua amplificação durante a computação.
Sem a correção quântica de erros, superar seus equivalentes clássicos com computadores quânticos seria uma tarefa intransponível. Portanto, esforços globais incessantes são direcionados para o avanço desta importante tecnologia.
Na estrada histórica, a equipe do Dr. Seung-Woo Lee, pesquisador do Centro de Pesquisa de Tecnologia Quântica do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST), alcançou um avanço histórico ao desenvolver o primeiro método do mundo para corrigir defeitos quânticos híbridos (DV). ) e variáveis contínuas (CV).
Além disso, eles projetaram uma arquitetura de computador quântico tolerante a falhas baseada nesse processo híbrido básico. Esta conquista única impulsiona a computação quântica para um reino de possibilidades e poder sem precedentes.
Qubits que usam correção quântica de erros são a espinha dorsal do futuro da computação, conhecidos como qubits lógicos. Elas podem ser vistas de duas maneiras diferentes: Variável Discreta (DV) e Variável Contínua (CV).
Empresas como IBM, Google, Quera e PsiQuantum estão liderando o caminho na construção de computadores quânticos usando o método DV, enquanto Amazon (AWS), Xanadu e outros estão liderando o caminho na adoção do método CV. Cada método possui seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens, que influenciam a dificuldade de manipulação e a eficiência dos recursos.
Os pesquisadores do KIST propuseram um método fundamental para combinar a correção de erros para qubits DV e CV, que foram previamente desenvolvidos separadamente. Eles construíram uma arquitetura tolerante a falhas baseada em tecnologia híbrida e mostraram, por meio de simulações numéricas, que ela combina o melhor de ambas as abordagens. Esta inovação irá revolucionar a computação quântica e a correção de erros, proporcionando eficiência e eficácia sem precedentes.
No campo da computação quântica óptica, o método híbrido tem potencial para atingir um limite de perda de fótons quatro vezes maior do que as técnicas existentes, ao mesmo tempo que melhora a eficiência dos recursos em mais de 13 vezes, tudo sem afetar a taxa de erro lógico.
“A tecnologia híbrida de correção de erros quântica desenvolvida nesta pesquisa pode ser integrada não apenas com sistemas ópticos, mas também com supercondutores e sistemas de armadilhas de íons”, disse o Dr. Jaehak Lee do KIST.
“Esta pesquisa fornece uma nova direção para o desenvolvimento da computação quântica”, disse o Dr. Seung-Woo Lee do KIST, que liderou o estudo. “Espera-se que as tecnologias híbridas que combinam as vantagens de diferentes plataformas desempenhem um papel importante no desenvolvimento e comercialização de computadores quânticos.”
O KIST e a Universidade de Chicago se uniram em março do ano passado, assinando um memorando de entendimento (MOU) para iniciar uma emocionante jornada de pesquisa em tecnologia quântica. A colaboração deles inclui a Universidade Nacional de Seul. Em pouco mais de um ano, os investigadores alcançaram um marco notável através da colaboração internacional, demonstrando a sua capacidade de serem pioneiros em tecnologias básicas no campo altamente competitivo da computação quântica.
KIST é um centro líder de pesquisa colaborativa internacional dedicado ao desenvolvimento de tecnologias fundamentais para correção de erros quânticos. Instituições parceiras como a Universidade de Chicago, a Universidade Nacional de Seul e a empresa canadense de computação quântica Xanadu fazem parte desta nova iniciativa.
Referência do diário:
- Jaehak Lee, Nuri Kang, Seok-Hyung Lee, Hyunseok Jeong, Liang Jiang e Seung-Woo Lee, Computação Quântica Tolerante a Falhas com Qubits Híbridos com Código Cat Bosônico e Fótons Únicos. PRX Quantum, 2024; DOI: 10.1103/PRXQuantum.5.030322
