Los físicos de la Universidad de Sydney han encontrado un 'truco cuántico' que debería permitir enormes ganancias de eficiencia en las tecnologías de computación cuántica.

Como científicos de IBM, Google, Microsoft y las universidades de todo el mundo buscan ampliar la tecnología cuántica para hacer una computadora cuántica práctica, encontrar formas de hacer cálculos dentro de un umbral de error aceptable es un gran problema tecnológico.

Los componentes básicos de las máquinas cuánticas:bits cuánticos, o qubits - son propensos a la interferencia de sus entornos circundantes, llevándolos a decohere y perder sus propiedades cuánticas. Permitir esto a través de la corrección de errores es vital para el éxito de la ampliación de las tecnologías cuánticas.

El avance teórico del equipo de David Tuckett, El profesor Stephen Bartlett y el profesor asociado Steven Flammia permiten una ganancia del 400 por ciento en la cantidad de ruido de interferencia que un sistema de computación cuántica puede sostener teóricamente mientras conserva su fidelidad.

"Esto se logra adaptando nuestro decodificador cuántico para que coincida con las propiedades del ruido experimentado por los qubits, ", dijo la profesora asociada Flammia.

"En ese sentido, estamos 'pirateando' la codificación generalmente aceptada para la corrección de errores, "Dijo el profesor Bartlett.

La investigación se publica esta semana en la revista de primer nivel Cartas de revisión física . Forma parte del trabajo del Sr. Tuckett como candidato a doctorado en la Universidad.

En la actualidad, el umbral de la regla empírica para la fidelidad en una arquitectura qubit es de aproximadamente el 1 por ciento. Esto significa que al menos el 99 por ciento de los qubits de un sistema necesitan retener información y coherencia durante períodos de tiempo relevantes para realizar cálculos útiles.

Este umbral del mundo real del 1 por ciento proviene de un enfoque teórico en el que el hardware ideal debería permitir un umbral de error del 10,9 por ciento. La caída en la tolerancia proviene del 'ruido' al usar máquinas del mundo real.

Suponiendo hardware ideal, el trabajo del equipo cuántico de Sydney, que tiene su sede en el Instituto Nano de la Universidad de Sydney, tiene un umbral de corrección de errores de hasta el 43,7%, una mejora cuatro veces superior a la base teórica actual para la corrección de errores.

Esto significa que se podrían requerir menos qubits físicos para una sola puerta lógica cuántica, o circuito cuántico básico, que puede realizar un cálculo útil.

Este nuevo enfoque debería ser aplicable en cualquier sistema cuántico, ya sea que los qubits se basen en superconductores, iones atrapados, semiconductores, o estructuras topológicas (si las necesitan).

Los científicos experimentales ahora necesitan aplicar este 'truco cuántico' a los sistemas del mundo real para ver cómo fluye a través del uso de hardware 'ruidoso'.