IBM và Đại học Chicago Chứng minh Lợi thế Lượng tử Đã được Xác minh với Qubit Logic Sửa lỗi

IBM và các nhà nghiên cứu tại Đại học Chicago đã công bố vào ngày 30 tháng 7 điều mà họ mô tả là một minh chứng về lợi thế lượng tử thực sự: một phép tính vượt quá phạm vi thực tế của các phương pháp mô phỏng cổ điển tốt nhất, đồng thời cung cấp độ tin cậy có thể xác minh rằng kết quả là chính xác. Thành tựu này, được trình bày chi tiết trong một bài báo có tiêu đề 'Sampling hard circuits with verifiably high fidelity,' giải quyết một vấn đề đã gây khó khăn cho các tuyên bố về lợi thế lượng tử trước đây, đó là chứng minh một kết quả là chính xác khi không có máy tính cổ điển nào có thể kiểm tra nó bằng cách đơn giản là thực hiện lại phép tính.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một phương pháp sửa lỗi mới để mã hóa 70 qubit logic, bảo vệ chúng khỏi nhiễu vốn thường làm hỏng các phép tính lượng tử, và sử dụng chúng để thực hiện 2.415 phép toán logic hai-qubit và 468 'cổng T' logic, cả hai đều là thước đo mức độ phức tạp của một mạch lượng tử. Toàn bộ phép tính hoàn thành trong khoảng 15 phút, thời gian chạy mà các nhà nghiên cứu cho biết sẽ đòi hỏi một lượng thời gian bất khả thi nếu sử dụng các phương pháp tính toán cổ điển hàng đầu. Đáng chú ý, tỷ lệ lỗi logic đạt được thấp hơn khoảng mười lần so với tỷ lệ lỗi vật lý cơ bản, cho thấy chính bản thân sơ đồ sửa lỗi đã hoạt động đúng như dự định ngay cả ở quy mô lớn.

Kết quả này được mô tả là một trong những minh chứng sửa lỗi lớn nhất từng được thực hiện và là một bước tiến tới các máy tính lượng tử có thể được tin cậy cho các vấn đề vượt quá khả năng của siêu máy tính thông thường, chứ không chỉ đơn thuần nhanh hơn trong các tác vụ ngách khó xác minh. Các nhà nghiên cứu cho biết phương pháp xác minh được phát triển cùng với chính phép tính, chứ không chỉ quy mô thô của số qubit được sử dụng, mới là điều phân biệt kết quả này với các tuyên bố về lợi thế lượng tử trước đây vốn phải đối mặt với sự hoài nghi về việc liệu kết quả của chúng có thể được xác nhận độc lập hay không.