🇯🇵🖥️ KOMPUTER KWANTOWY: PROTOKÓŁ TOKIO DLA MASZYN SKALOWALNYCH 🖥️🇯🇵
Po raz pierwszy badacze z Uniwersytetu Tokijskiego wykazali protokół dla komputerów kwantowych odpornych na błędy, który unika absurdalnych ilości fizycznych qubitów lub ekstremalnych spowolnień. Opublikowane w Nature Physics, łączy kody Quantum Low-Density Parity-Check (QLDPC) z kodami połączonymi Steane, drastycznie obniżając koszty korekcji błędów – główną przeszkodę dla maszyn skalowalnych.
Komputery kwantowe są delikatne: aby chronić użyteczny qubit logiczny, potrzebnych jest wiele fizycznych qubitów, co sprawia, że duże systemy są niepraktyczne.
Jak dotąd, większa niezawodność oznaczała więcej qubitów lub znacznie wolniejsze obliczenia. To badanie hybrydowe osiąga oba te korzyści: stały narzut przestrzenny (ograniczone fizyczne qubity na logiczny) oraz narzut czasowy polilogarytmiczny (minimalne spowolnienie przy wzroście systemu).
Używają bramek teleportacyjnych z stanami pomocniczymi QLDPC przygotowanymi odpornie na błędy poprzez połączenie Steane.
Kluczowa innowacja: metoda "redukcji częściowego obwodu", która analizuje błędy w lokalnych segmentach (prostokąty gadżetowe + EC), testując niezawodność poniżej zdefiniowanego progu błędu, bez złożonych globalnych korelacji. To kończy dowód twierdzenia progu dla protokołów constant-space QLDPC, rozwiązując wcześniejsze luki logiczne.
Dlaczego to ważne?
Odporny na błędy oddziela eksperymentalne demonstracje od rzeczywistych komputerów kwantowych.
Ta praca teoretyczna dowodzi efektywnej i szybkiej skalowalności, bez eksplozji sprzętowej. QLDPC (np. kody ekspandera kwantowego) + Steane – oba w badaniach eksperymentalnych nad atomami neutralnymi, nadprzewodnikami – otwierają drogę do praktycznego FTQC. Powiązane badania potwierdzają: QLDPC redukują narzut przestrzenny, Steane umożliwiają równoległe uniwersalne bramki.
Tokio rozwiązuje dylemat skali sprzętu a prędkości obliczeniowej, z zaniedbywalnym narzutem.
Krok w stronę rzeczywistego kwantu.