IQM Quantum Computers 開發了一種新的量子錯誤更正碼，聲稱其能將邏輯錯誤率降低多達 1,000 倍，相較於廣泛使用的表面碼，並且所需的物理量子位數量可減少至最多八倍。該公司表示，這種名為「槓鈴碼」的新方法可以幫助解決量子計算中面臨的最大挑戰之一：迅速更正錯誤，以便實現大規模、容錯的量子計算機。量子計算機對噪音的敏感性極高，這可能在計算過程中引入錯誤。
為了克服這一問題，研究人員使用量子錯誤更正，通過將信息分散到多個物理量子位上來創建更可靠的邏輯量子位。然而，現有的方法通常需要大量的量子位和日益複雜的硬件。根據 IQM 的説法，其新代碼旨在通過降低錯誤率，同時減少保護量子信息所需的物理量子位數，來提高效率和實用性。
IQM 的槓鈴碼技術將顯著提升量子計算的效率
槓鈴碼系列專為 IQM 的 Constellation 處理器架構設計，該架構具備量子位之間增強的連接性。在該系統中，每個量子位可直接與多達 12 個相鄰量子位互動，而傳統的方格排列僅能與四個相鄰量子位互動。該公司表示，這一設計能實現高效能的錯誤更正，而無需大量額外的硬件。槓鈴碼依賴於每第二個量子位的單一長耦合連接，減少了需要多個長距離交叉耦合器的需求，這些交叉耦合器可能會使芯片製造變得複雜。
通過利用處理器的連接性，該代碼能生成錯誤更正所需的纏結，同時保持硬件需求相對較低。
IQM Quantum Computers 的首席執行官及聯合創始人 Jan Goetz 表示：「我們正在開創量子計算的下一篇章。我們的方法提供了一條具競爭力的道路，以實現可擴展的量子錯誤更正，並利用超導量子位鋪平大規模容錯量子計算機的道路。」該公司表示，這一方法旨在針對現實世界的超導量子處理器，而非理想化的實驗室系統，著重於可製造性和可擴展性。
量子錯誤更正技術是商業化量子計算的關鍵
量子錯誤更正被廣泛認為是當前量子計算機無法在規模上處理商業價值問題的關鍵障礙之一。雖然量子位質量的進步穩步提高了硬件性能，但專家認為，容錯系統將需要強大的錯誤更正方案，能夠比錯誤累積的速度更快地抑制錯誤。IQM 聲稱其槓鈴碼為實現該目標提供了一條道路，通過將較低的邏輯錯誤率與較低的硬件複雜度相結合。該公司表示，這項技術支持其朝向能夠運行數百個高精度邏輯量子位的量子系統的路線圖。
隨著 IQM 準備在今年晚些時候向客户部署 150 量子位的量子系統，這一發展尤為重要。該公司還宣佈推出 IQM Halocene，一款旨在測試和開發錯誤更正技術的量子計算機。如果報告中的性能提升能在大規模系統中得到複製，這一新方法有可能幫助減少傳統上與容錯量子計算相關的硬件負擔。該開發的詳細信息和數值性能分析已在 arXiv 發表。
