Um novo método para corrigir erros em cálculos quânticos pode ser tão preciso quanto as abordagens anteriores, embora exact de menos recursos.
Na computação quântica, a fragilidade inerente dos bits quânticos, ou qubits, leva inevitavelmente a erros de cálculo. O chamado código de superfície é uma técnica amplamente utilizada para corrigir tais erros, mas requer muitos qubits adicionais e, portanto, é pouco adequado para computação quântica em grande escala. Agora Noah Berthusen, do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia, Colorado, e da Universidade de Maryland, School Park, e seus colegas demonstraram um protocolo alternativo promissor de correção de erros (1). A abordagem usa menos qubits extras em comparação com o código de superfície, mas oferece um desempenho competitivamente alto.
O método dos pesquisadores aplica códigos de correção de erros chamados códigos quânticos de verificação de paridade de baixa densidade. “Verificação de paridade” refere-se a uma maneira relativamente simples de verificar se os qubits do computador estão em seus estados esperados, e “baixa densidade” refere-se ao fato de que cada verificação envolve apenas alguns qubits de correção de erros. O novo protocolo aumenta a eficiência desses códigos em computadores quânticos que requerem interações apenas entre qubits vizinhos. Em parte, essa melhoria é alcançada organizando os qubits do computador e os qubits de correção de erros em uma estrutura específica de bicamada. Isso também é conseguido realizando verificações de paridade com mais frequência em qubits próximos do que em qubits amplamente separados.
Através de simulações clássicas de cálculos quânticos propensos a erros, Berthusen e seus colegas mostram que a precisão de sua técnica de correção de erros pode igualar ou até exceder a do código de superfície. Eles dizem que suas descobertas podem fornecer um caminho para a computação quântica tolerante a falhas em grande escala. Mas eles também observam que trabalhos futuros precisarão resolver alguns problemas pendentes, como a complexidade das operações de correção de erros e os casos em que os qubits de correção de erros perdem suas informações quânticas quando não estão em uso.
–Ryan Wilkinson
Ryan Wilkinson é editor correspondente da Revista Física com sede em Durham, Reino Unido.
Referências
N. Berthusen e outros.“Rumo a uma implementação native 2D de códigos quânticos de verificação de paridade de baixa densidade,” PRX Quantum6010306 (2025).
Um esquema proposto de sensoriamento remoto poderia potencialmente sondar alvos a centenas de quilômetros de distância e usar uma das propriedades quânticas mais estranhas da luz. Leia mais »
