کوانتینیوم به تازگی یک مقاله جالب با عنوان “اثبات بیزین کوانتومی تخمین فاز با تشخیص خطا کوانتومی” را در arXiv منتشر کرده است که شبیه‌سازی‌ای را برای محاسبه انرژی حالت پایه مولکول هیدروژن (H2) با استفاده از الگوریتم تخمین فاز کوانتومی توصیف می‌کند. اگرچه شبیه‌سازی مولکول H2 قبلاً انجام شده است، نکته منحصر به فرد در این پروژه این است که تشخیص خطا نیز به عنوان بخشی از الگوریتم در نظر گرفته شده است. این تحقیق از یک کد [6، 4، 2] استفاده کرد که به این معنی است که ۶ کیوبیت فیزیکی برای رمزگذاری ۴ کیوبیت منطقی با فاصله کد ۲ به‌کار برده شده است. فاصله کد ۲ نشان‌دهنده تعداد بیت‌هایی است که باید تغییر کنند تا یک کلمه کد معتبر به کلمه کد معتبر دیگر تبدیل شود. وقتی فاصله ۲ باشد، این به معنی این است که کد می‌تواند یک خطای بیت تشخیص دهد، اما نمی‌تواند خطاهای دوبل بیت را تشخیص و یا اصلاح کند. با فرض اینکه خطاهای یک بیتی بیشترین شیوع دارند، این الگوریتم می‌تواند با تکرار اجرای مکرر خود تا زمانی که کد نشان دهد هیچ خطایی رخ نداده، پاسخ صحیح را ارائه دهد. این تحقیق با آزمایش قبلی کوانتینیوم در خلق و کنترل anyons غیر-آبلی، که به تولید کیوبیت‌های توپولوژیکی منجر می‌شود، ارتباطی ندارد و دو آزمایش کاملاً متفاوت هستند.

Never miss breaking news – sign up now to be notified!

اگرچه به خبرنگاران عمومی به خوبی متوجه نشده است، تفاوت بزرگی بین تشخیص خطا و اصلاح خطا وجود دارد. اکثر کدهایی که محققان بر روی آن‌ها کار می‌کنند، مانند کد سطح، کد رنگ، کد GKP، کد LDPC و غیره، نه تنها خطاها را تشخیص می‌دهند، بلکه آن‌ها را هم اصلاح می‌کنند. این نوع کدها واقعاً تنها مسیر برای ساخت یک دستگاه مقاوم به خطا کامل هستند که قادر به اجرای الگوریتم‌ها با هزاران کیوبیت و میلیون‌ها دروازه کوانتومی است که برای اکثر کاربردهای کوانتومی لازم خواهد بود. حتی با قابلیت‌های با کیفیت فوق‌العاده کیوبیت‌ها در دستگاه‌های تراپ یونی کوانتینیوم، احتمال عدم وقوع هیچ خطایی در زمان اجرای این الگوریتم‌های بزرگ بسیار نزدیک به صفر است. بنابراین، الگوریتم تشخیص خطا باید میلیون‌ها یا میلیاردها بار تکرار شود تا در نهایت به نتیجه‌ای برسد که هیچ خطایی رخ نداده است، اگر همیشه امکان پذیر باشد. کدهای اصلاح خطا این مشکل را ندارند، زیرا خطاها را هنگام رخ دادن اصلاح می‌کنند و سپس با بقیه‌ی الگوریتم ادامه می‌دهند.

با این حال، این رویکرد تشخیص خطا ممکن است در آینده کاربردهایی داشته باشد، به ویژه در الگوریتم‌های کم عمق که احتمال اجرای آن‌ها بدون بروز هر گونه خطا قابل قبول است. برای اطلاعات بیشتر درباره این تحقیق، می‌توانید مقاله پیش‌چاپی را که در arXiv منتشر شده است، مشاهده کنید و آن را از اینجا پیدا کنید.