IBMハードウェア上でエンタングルした論理量子ビットの忠実度記録を達成

Quantum Elements、USCの量子情報科学技術センター、IBM、そしてアーヘン工科大学の研究者たちは、エンタングルした論理量子ビットの記録的な高忠実度を達成し、耐故障性量子コンピューティングにおける重要なマイルストーンを実証しました。この研究はNature Communicationsに掲載され、127量子ビットのIBM超伝導プロセッサを使用して、量子誤り検出（QED）と正規化子動的デカップリング（NDD）と呼ばれる技術を組み合わせた新しいハイブリッドプロトコルを実装しました。このアプローチは、量子スケーリングにおける重要なボトルネック、特に通常の物理レベルのデカップリングや固定距離誤り訂正コードを回避するZZクロストークによる論理誤りの蓄積に対処します。

技術的なブレークスルーは、正規化子動的デカップリング（NDD）の使用に焦点を当てています。ここでは、量子コード自体の正規化子要素、特に[[4, 2, 2]]コードが動的デカップリングパルスとして再利用されます。個々の量子ビットに作用し、システムサイズに応じて制御オーバーヘッドが増加する物理DDとは異なり、NDDは論理レベルで動作します。論理レベルの操作をパルスとして使用することで、研究者たちは論理的および物理的なエラーチャネルの両方を同時に抑制しました。このハイブリッド戦略は、固定された論理パルスジェネレータセットを使用するため、ハードウェア効率が高く、コード距離の増加や追加の物理量子ビットを必要とせずに、コードのパフォーマンスを効果的に拡張します。