A kvantumszámítógépek egyik nagyon korlátja a qubitek megbizhatatlansága. Egy cég most olyan előrelépést ért el, amivel a terület átlép az alapkutatásból a megbízható hardverek korszakába.
Áttörést ért el a hibakorrekció területén a Quantinuum kvantumszámítástechnikai vállalat és a Microsoft. Az ArXiv szerverén közzétett beszámoló alapján sikerült tizedére csökkenteniük az egy logikai qubithez szükséges fizikai qubitek mennyiségét.
A kvantumszámítógépek olyan jövőbeli számítástechnikai eszközök, amelyekben a kvantummechanika törvényeit kihasználva olyan számításokat is képesek lesznek elvégezni, amit a ma használt klasszikus számítógépek nem. Az ilyen számítógépekkel nagyon hatékonyan lehetne hidrogén-üzemanyagcellák építésére felhasználható anyagokat kutatni, nyelvi modelleken alapuló mesterséges intelligenciákat futtatni vagy államtitkokat védő titkosítást feltörni.
Míg a mai számítógépek bitekkel számolnak, a kvantumszámítógépek qubitekkel. A probléma, hogy az információt hordozó kvantumállapotok nagyon sérülékenyek és illékonyak, működésükhöz kriogén hűtésre és fokozott hibaszűrésre van szükség. Eddig
egyetlen működő logikai qubit háromszáz fizikai qubitet igényelt.
Fizikai qubitre többféle technikai megoldás létezik: szupravezető, fotonikus és ioncsapdás. A 2021-ben Cambridge-ben alapított Quantinuum ioncsapdás hardvere fejlesztése során új vizualizációs és diagnosztikai eljárással mindössze 32 fizikai qubitból tudott 8 megbízható logikai qubitet előállítani. A Microsoft közleménye szerint 14 ezer kísérletet futtattak le a qubiten hiba nélkül és a diagnosztikát és hibakorrekciót is a logikai qubit elpusztítása nélkül tudták megvalósítani.
Az eredmény azért jelentős, mert ezzel átlépünk a „reziliens kvantumszámítástechnika” korszakába. Az előző lépcsőfok lényegében az „alapkutatás” volt, a következő pedig a „nagy léptékű” eszközök, a klasszikus szuperszámítógépek fizikai dimenzióit és számítástechnikai képességeit megközelítő kvantumszámítógépeké.
Egy 100 megbízható qubitre épülő hibrid szuperszámítógéppel az intézmények már látnak tudományos előnyöket, 1000 megbízható qubit már üzletileg is megfogható előnyt jelentene
– fogalmazott a Microsoft.
A klasszikus számítógépen túlmutató kvantumszámítógéphez 1000 logikai qubitre lenne szükség, így a világ összes titkosítási kódjának feltörése még odébb van. A Quantinuum 2025-re tervezi megépíteni 10 logikai qubites gépét. Az első 1000 fizikai qubites chipjét tavaly év végén bemutató IBM tervei szerint 2027-ben jutna a nagy léptékű kvantumszámítógépekig – bár számukra is a qubitek hibamentesítése jelenti az egyik legnagyobb kihívást. A Quantinuum kvantumszámítógépét addig is várhatóan a Microsoft Azure felhőben próbálhatják majd ki a kutatók.