양자 계산의 잠재력을 실현하려면 논리 오류율이 충분히 낮아야 한다.많은 앱이 요구되는 오류율은 10^-15로 낮지만, 가장 앞선 퀀텀 플랫폼의 물리적 오류율은 보통 10^-3에 가깝다.
양자 오류는 양자 논리 정보를 많은 물리적 양자 위치에 배치해 오류 검출과 시정을 가능하게 하는 방식으로 메우고 있다.
구글 AI 퀀텀팀의 논문이 어제 '네이처'에 게재돼 눈길을 끌었다.이 결과 연구진은 구글의 퀀텀 프로세서인 '시카모어'에 기반해 양자 계산 오류로 억제된 지수 성장을 이뤘다.
논리적 퀀텀 상태의 오류를 부호화하여 물리적 퀀텀 수가 증가함에 따라 지수적으로 억제할 수 있는데, 이는 물리적 오류율이 어느 한계보다 낮고 계산하는 과정에서 안정적이어야 한다는 것을 전제로 한다.
연구진은 초전도 양자위 2차원 격자에 박힌 1차원 중복코드를 구현했는데, 이 격자는 위치가 뒤집히거나 뒤틀리는 지수 억제를 보여줘 양자위수가 5에서 21로 늘어날 때 논리적 오류가 바퀴당 100배 이상 줄었다.
중요한 것은 이런 오차 억제가 50륜 오차 교정에서 안정적이라는 점이다.
연구진은 또 오차 관련성을 고정도로 분석하는 방법을 소개하여, 진행이 가능하도록 하였다양자 오차 보정 시 오차 국소성을 묘사하다.
결국 연구진은 같은 기구에 2차원 표면코드를 사용해 작은 논리적 양자위로 오류를 감지한 결과, 1차원과 2차원 코드의 결과가 간단한 탈극화 오류 모델을 사용한 수치와 일치하는 것으로 나타났다.
이 실험들은 초전도 퀀텀을 갖춘 확장 가능한 오작동 퀀텀 컴퓨터 구축의 토대를 마련했다.양자 착오정(QEC)이 오류율을 일정 범위에서 제어하는 데 성공할 수 있다는 사실이 입증된 것이다.연구진은 현령목 구조가 이 한계치에 근접했을 가능성이 있다고 보고 고무적인 결과를 내놓았다.
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논문 링크:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03588-y
