آی‌بی‌ام و دانشگاه شیکاگو برتری کوانتومی تأییدشده را با کیوبیت‌های منطقی اصلاح‌شده از خطا نشان دادند

آی‌بی‌ام و پژوهشگران دانشگاه شیکاگو در ۳۰ ژوئیه آنچه را که آن را نمایشی از برتری واقعی کوانتومی توصیف می‌کنند، اعلام کردند: محاسبه‌ای که فراتر از دسترس عملی بهترین روش‌های شبیه‌سازی کلاسیک انجام شد، در حالی که اطمینان قابل تأییدی نیز از درست بودن نتیجه فراهم کرد. این دستاورد که در مقاله‌ای با عنوان 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity' شرح داده شده، مشکلی را حل می‌کند که ادعاهای پیشین برتری کوانتومی را آزار می‌داد: اثبات دقیق بودن یک نتیجه زمانی که هیچ کامپیوتر کلاسیکی نمی‌تواند آن را صرفاً با تکرار محاسبه بررسی کند.

تیم از یک روش جدید اصلاح خطا برای رمزگذاری ۷۰ کیوبیت منطقی استفاده کرد و آنها را از نویزی که معمولاً محاسبات کوانتومی را مختل می‌کند محافظت کرد، و از آنها برای اجرای ۲,۴۱۵ عملیات منطقی دو-کیوبیتی و ۴۶۸ 'گیت T' منطقی استفاده کرد که هر دو معیارهایی برای پیچیدگی یک مدار کوانتومی هستند. کل محاسبه در حدود ۱۵ دقیقه به پایان رسید؛ زمانی که پژوهشگران می‌گویند با استفاده از روش‌های برتر محاسبات کلاسیک، مقدار زمانی غیرممکن نیاز خواهد داشت. نکته قابل توجه این است که نرخ خطای منطقی به‌دست‌آمده حدود ده برابر کمتر از نرخ خطای فیزیکی زیربنایی بود، که نشان می‌دهد طرح اصلاح خطا حتی در مقیاس بزرگ نیز طبق برنامه عمل کرده است.

این نتیجه یکی از بزرگترین نمایش‌های اصلاح خطا تاکنون توصیف می‌شود و گامی به سوی کامپیوترهای کوانتومی است که می‌توان برای مسائل فراتر از دسترس ابررایانه‌های معمولی به آنها اعتماد کرد، نه صرفاً سریع‌تر بودن در وظایف تخصصی که تأیید آنها دشوار است. پژوهشگران می‌گویند روش تأیید که همراه با خود محاسبه توسعه یافته، نه صرفاً مقیاس خام کیوبیت‌های استفاده‌شده، چیزی است که این نتیجه را از ادعاهای پیشین برتری کوانتومی که با شکاکیت درباره امکان تأیید مستقل نتایج‌شان مواجه بودند، متمایز می‌کند.