IBM และมหาวิทยาลัยชิคาโกแสดงความได้เปรียบเชิงควอนตัมที่ผ่านการยืนยันด้วยคิวบิตเชิงตรรกะที่แก้ไขข้อผิดพลาด

IBM และนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกประกาศเมื่อวันที่ 30 กรกฎาคมถึงสิ่งที่พวกเขาอธิบายว่าเป็นการสาธิตความได้เปรียบเชิงควอนตัมที่แท้จริง นั่นคือการคำนวณที่ดำเนินไปเกินขอบเขตในทางปฏิบัติของวิธีการจำลองแบบคลาสสิกที่ดีที่สุด ในขณะเดียวกันก็ให้ความเชื่อมั่นที่สามารถตรวจสอบได้ว่าผลลัพธ์นั้นถูกต้อง ความสำเร็จนี้ซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในเอกสารชื่อ 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity' แก้ปัญหาที่รบกวนการอ้างสิทธิ์ความได้เปรียบเชิงควอนตัมก่อนหน้านี้ นั่นคือการพิสูจน์ว่าผลลัพธ์มีความแม่นยำเมื่อไม่มีคอมพิวเตอร์คลาสสิกใดสามารถตรวจสอบได้ด้วยการคำนวณซ้ำเพียงอย่างเดียว

ทีมงานใช้วิธีการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบใหม่ในการเข้ารหัสคิวบิตเชิงตรรกะ 70 ตัว ปกป้องพวกมันจากสัญญาณรบกวนที่มักจะทำให้การคำนวณเชิงควอนตัมเสียหาย และใช้พวกมันในการดำเนินการเชิงตรรกะแบบสองคิวบิต 2,415 ครั้ง และ 'เกท T' เชิงตรรกะ 468 ครั้ง ซึ่งทั้งสองอย่างเป็นเกณฑ์มาตรฐานสำหรับความซับซ้อนของวงจรควอนตัม การคำนวณทั้งหมดเสร็จสิ้นภายในเวลาประมาณ 15 นาที ซึ่งนักวิจัยกล่าวว่าระยะเวลาดังกล่าวจะต้องใช้เวลาที่เป็นไปไม่ได้หากใช้วิธีการคำนวณแบบคลาสสิกชั้นนำ ที่น่าสังเกตคืออัตราข้อผิดพลาดเชิงตรรกะที่ทำได้ต่ำกว่าอัตราข้อผิดพลาดทางกายภาพพื้นฐานประมาณสิบเท่า แสดงให้เห็นว่าโครงการแก้ไขข้อผิดพลาดเองทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้แม้ในระดับขนาดใหญ่

ผลลัพธ์นี้ถูกอธิบายว่าเป็นหนึ่งในการสาธิตการแก้ไขข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดที่เคยดำเนินการมา และเป็นก้าวหนึ่งสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถไว้วางใจได้สำหรับปัญหาที่เกินขอบเขตของซูเปอร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป มากกว่าที่จะเป็นเพียงความเร็วที่มากกว่าในงานเฉพาะทางที่ตรวจสอบได้ยาก นักวิจัยกล่าวว่าวิธีการยืนยันที่พัฒนาขึ้นควบคู่ไปกับการคำนวณเอง ไม่ใช่แค่ขนาดดิบของคิวบิตที่ใช้ ต่างหากที่ทำให้ผลลัพธ์นี้แตกต่างจากการอ้างสิทธิ์ความได้เปรียบเชิงควอนตัมก่อนหน้านี้ที่เผชิญกับความสงสัยว่าผลลัพธ์ของพวกเขาสามารถได้รับการยืนยันอย่างเป็นอิสระได้หรือไม่