MIT slår verdensrekord i kvanteberegning

Kvantecomputere lover at løse problemer eksponentielt hurtigere end klassiske maskiner ved at kode information i kvantebits (qubits), som fungerer i overensstemmelse med kvantemekanikkens principper. Qubits er dog meget følsomme over for støj og defekter, hvilket introducerer fejl, der kan kompromittere beregningsnøjagtigheden.

Forskere på MIT har udviklet teknikker til at opnå den hidtil højeste målte præcision i kvanteporte med en enkelt qubit, hvilket er et afgørende skridt hen imod fejltolerante kvantecomputere. Ved at forfine kontrolmetoderne for en type superledende kvantebit kaldet fluxonium opnåede teamet en præcision på 99,998 procent, hvilket mindsker behovet for ressourcer til fejlkorrektion og gør kvanteberegning mere gennemførlig.

Fluxonium-qubits adskiller sig fra de mere almindelige transmon-qubits ved, at de indeholder en »superinductor«, som beskytter dem mod støj fra omgivelserne. Dette design forbedrer deres koherens, hvilket muliggør operationer med høj præcision. Men deres lavere frekvens har traditionelt krævet langsommere porte, hvilket kan være en ulempe. De nye teknikker overvandt ikke bare denne begrænsning, men demonstrerede også fluxoniums potentiale for højhastighedsporte med høj præcision.

Højpræcisionsporte er afgørende for kvantefejlkorrektion, en proces, der kompenserer for den uundgåelige støj og fejl i kvantesystemer. Ved at opnå højere portpræcision har forskerne mindsket det beregningsmæssige overhead, der er nødvendigt for fejlkorrektion, hvilket bringer praktisk kvantecomputere tættere på virkeligheden.

Studiet afspejler kvanteforskningens tværfaglige karakter, som kombinerer indsigter fra fysik og elektroteknik. De metoder, som MIT-teamet har udviklet, er ikke begrænset til fluxonium og kan tilpasses andre kvanteberegningsplatforme.

Læs mere hos MIT