Físicos da Universidade de Sydney descobriram um 'hack quântico' que deve permitir enormes ganhos de eficiência em tecnologias de computação quântica.

Como cientistas da IBM, Google, A Microsoft e universidades em todo o mundo procuram expandir a tecnologia quântica para fazer um computador quântico prático, encontrar maneiras de fazer cálculos dentro de um limite de erro aceitável é um grande problema tecnológico.

Os blocos de construção das máquinas quânticas - bits quânticos, ou qubits - são propensos a interferências de seus ambientes circundantes, levando-os a descoherei e perdem suas propriedades quânticas. Permitir isso por meio da correção de erros é vital para o aumento de escala bem-sucedido das tecnologias quânticas.

O avanço teórico da equipe de David Tuckett, O professor Stephen Bartlett e o professor associado Steven Flammia permitem um ganho de 400% na quantidade de ruído de interferência que um sistema de computação quântica pode teoricamente sustentar enquanto mantém sua fidelidade.

"Isso é conseguido adaptando nosso decodificador quântico para corresponder às propriedades do ruído experimentado pelos qubits, "disse o Professor Associado Flammia.

"Nesse sentido, estamos 'hackeando' a codificação geralmente aceita para correção de erros, "Professor Bartlett disse.

A pesquisa foi publicada esta semana no jornal de primeira linha Cartas de revisão física . Faz parte do trabalho do Sr. Tuckett como candidato a doutorado na Universidade.

Atualmente, o limite da regra de ouro para fidelidade em uma arquitetura qubit é de cerca de 1 por cento. Isso significa que pelo menos 99% dos qubits de um sistema precisam reter informações e coerência por períodos de tempo relevantes para fazer cálculos úteis.

Esse limite do mundo real de 1 por cento vem de uma abordagem teórica em que o hardware ideal deve permitir um limite de erro de 10,9 por cento. A queda na tolerância vem do 'ruído' no uso de máquinas do mundo real.

Assumindo o hardware ideal, o trabalho da equipe quântica de Sydney, que é baseado no University of Sydney Nano Institute, tem um limite de correção de erros de até 43,7% - uma melhoria de quatro vezes na base teórica atual para correção de erros.

Isso significa que menos qubits físicos podem ser necessários para uma única porta lógica quântica - ou circuito quântico básico - que pode realizar um cálculo útil.

Esta nova abordagem deve ser aplicável em qualquer sistema quântico - se os qubits dependem de supercondutores, íons presos, semicondutores, ou estruturas topológicas (caso necessitem).

Cientistas experimentais agora precisam aplicar este 'hack quântico' aos sistemas do mundo real para ver como ele flui usando hardware 'ruidoso'.