Este no es mi campo de investigación. Entonces, tal vez no debería estar respondiendo esto. Pero, al menos, hay cierta información que las personas pueden aprender o que desean solucionar. Tenga en cuenta que mi respuesta abordará las excursiones teóricas ya que se relacionan directamente con los experimentos. Se podrían desarrollar grandes códigos en papel que nunca podrían implementarse.
Trabajo en un grupo de investigación que intenta implementar una computadora cuántica utilizando circuitos cuánticos superconductores. Como la mayoría (si no todas) de las otras implementaciones de computación cuántica, los circuitos superconductores están limitados a las interacciones vecinas más cercanas. Por lo tanto, un buen esquema de corrección de errores daría cuenta de esto y solo requeriría interacciones con el vecino más cercano. Un buen código de corrección de errores que cumple con este requisito es el código de superficie. Aquí se da una introducción (algo) pedagógica a este esquema.
En esencia, el código de superficie utiliza muchos qubits de alta calidad juntos para formar un “qubit lógico” protegido contra errores. El número de qubits físicos que forman un qubit lógico está limitado por la tasa de error de qubit lógico deseado y la tasa de error de los qubits físicos (en promedio). Los qubits de alta calidad que forman este qubit lógico se denominan “qubits físicos. Los qubits físicos deben tener una fidelidad extremadamente alta durante la vida útil de las compuertas aplicadas (> 99.9%).
- Si alguien pudiera predecir exactamente en qué estado propio colapsó un estado cuántico (consistentemente), ¿cuáles serían las consecuencias más significativas?
- En la teoría cuántica, ¿cómo puede una partícula estar en todas partes a la vez? ¿Es posible crear tecnología que permita a los humanos estar en todas partes a la vez?
- ¿Cuál es una forma físicamente factible de implementar la puerta cuántica Hadamard?
- ¿Se puede eliminar un objeto físico?
- Imagine que las computadoras cuánticas han sido una realidad durante varios años, ¿cómo serían las nuevas preguntas matemáticas?
Actualmente, los grupos están modificando las propiedades materiales de sus qubits, mejorando las técnicas de litografía y mejorando las técnicas de modelado de pulso para prolongar la vida útil de los qubit. Esto debería aumentar la fidelidad de los qubits y hacer que la implementación de un código de superficie requiera menos recursos.
El grupo de investigación de IBM ha implementado recientemente un subsistema de este código que demuestra su viabilidad: artículo publicado aquí. Muchos grupos de investigación están investigando activamente este código (tenga en cuenta el Grupo Martinis que ha sido adquirido recientemente por Google, Inc.).
He invitado a Sumit Sijher para que brinde un poco más de comentarios. Está investigando activamente la teoría de la corrección de errores cuánticos en el Instituto de Computación Cuántica de la Universidad de Waterloo con el Dr. Robert Koenig.
