Realización de la corrección de errores cuánticos repetidos en un código de superficie de tres distancias

Área de la Ciencia:

• La computación cuántica
• Ciencia de la información cuántica
• Códigos de corrección de errores

Sus antecedentes:

• La computación cuántica promete resolver problemas difíciles de resolver.
• Las computadoras cuánticas tolerantes a fallos requieren una corrección robusta de errores contra las incoherencias y las inexactitudes de control.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la corrección de error cuántico utilizando el código de superficie, un código de corrección de error cuántico de alta tolerancia a los errores.
• Para codificar información cuántica en un qubit lógico usando 17 qubits físicos en un circuito superconductor.

Principales métodos:

• Implementamos el código de la superficie en un circuito superconductor con 17 qubits físicos.
• Se realizan ciclos de corrección de errores en 1,1 microsegundos para preservar los estados lógicos de los qubits.
• Se midieron y descodificaron los síndromes de error de cambio de bits y de cambio de fase utilizando un algoritmo de correspondencia perfecta de peso mínimo en un enfoque libre de errores.

Principales resultados:

• Logrado la preservación de cuatro estados cardinales del qubit lógico.
• Se han demostrado ciclos de corrección de errores cuánticos repetidos, rápidos (ciclo de 1,1 μs) y de alto rendimiento.
• Se midió una baja probabilidad de error lógico del 3% por ciclo después de rechazar carreras con fugas detectadas.

Conclusiones:

• La demostración apoya la realizabilidad práctica de la computación cuántica tolerante a fallas.
• Los resultados se alinean con los modelos numéricos, validando el enfoque experimental.
• Los avances en la corrección de errores cuánticos, como esta implementación de código de superficie, son cruciales para construir computadoras cuánticas escalables.