Forscher demonstrieren Quantenfehlerminderung am Prototyp und erweitern den kohärenten Glühbereich um eine Größenordnung

D-Wave Quantum Inc. hat angekündigt Forschungsergebnisse die eine erfolgreiche Quantum Error Mitigation (QEM) in ihrem experimentellen Prototyp Advantage2 Annealing Quantum Computing demonstrieren.

Die Techniken reduzieren Fehler in Quantensimulationen und liefern Ergebnisse, die damit übereinstimmen, dass das Quantensystem seinen Quantenzustand („Kohärenz“) um eine Größenordnung länger beibehält als ein ungemindertes System. Es wird erwartet, dass diese Techniken zu Leistungssteigerungen im kommenden Advantage2-System und künftigen Prozessoren führen werden.

Die Arbeit ist auf der veröffentlicht arXiv Preprint-Server.

Quantenberechnungen können durch Umgebungsgeräusche und Hardware-Unvollkommenheiten, sogenannte Fehler, beeinträchtigt werden. Während die Quantenfehlerkorrektur in der Branche weithin als die ultimative Lösung zur Eliminierung der Auswirkungen dieser Fehler anerkannt wird, ist sie mit einem erheblichen Mehraufwand verbunden, sodass sie beim aktuellen Stand der Technik nicht praktikabel ist.

QEM hat sich als kurzfristige Lösung zur Schätzung fehlerfreier Erwartungswerte bei geringem Rauschen herausgestellt. Diese Forschung markiert D-Waves erste experimentelle Demonstration der Zero-Noise Extrapolation (ZNE), einer der praktischsten QEM-Techniken, innerhalb seiner Annealing-Quantencomputersysteme.

Es bietet wertvolle Einblicke in die Leistung kohärenterer Systeme und hilft bei der Festlegung von Designspezifikationen für unsere Prozessoren der nächsten Generation. Darüber hinaus könnten sich diese Ergebnisse als nützlich erweisen, um Kunden bei der Bewältigung hochrechentechnisch komplexer Probleme in wissenschaftlichen und maschinellen Lernanwendungen zu unterstützen.

„Fehler stellen das größte Hindernis bei allen Formen der Quantenberechnung dar“, sagte Mohammad Amin, Fellow für Quantenalgorithmen und -systeme, der die Forschung bei D-Wave leitete.

„Diese Arbeit demonstriert die erfolgreiche Abschwächung solcher Fehler beim Quantenglühen und liefert Messergebnisse, als ob die Qubits fast eine Größenordnung kohärenter wären. Dies ermöglicht Berechnungen in Bereichen, die bisher unzugänglich waren, wie etwa Quantensimulationen exotischer magnetischer Materialien.“ wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Demonstration der Quantenüberlegenheit auf D-Wave-Prozessoren.“

Diese Arbeit ist die neueste Entwicklung des Unternehmens im Bereich des kohärenten Annealing-Quantencomputings. Im September 2023 gab D-Wave bemerkenswerte Fortschritte bei der Entwicklung hochkohärenter Fluxonium-Qubits bekannt.