Construir una computadora cuántica universal es una tarea desafiante debido a la fragilidad de los bits cuánticos, o qubits para abreviar. Para hacer frente a este problema, Se han desarrollado varios tipos de corrección de errores. Los métodos convencionales hacen esto mediante técnicas de corrección activa. A diferencia de, investigadores dirigidos por el profesor David DiVincenzo de Forschungszentrum Jülich y RWTH Aachen University, junto con socios de la Universidad de Basilea y QuTech Delft, ahora han propuesto un diseño para un circuito con corrección pasiva de errores. Tal circuito ya estaría inherentemente protegido contra fallas y podría acelerar significativamente la construcción de una computadora cuántica con una gran cantidad de qubits.

Para codificar información cuántica de forma fiable, generalmente, varios qubits imperfectos se combinan para formar un llamado qubit lógico. Códigos de corrección de errores cuánticos, o códigos QEC para abreviar, Permiten así detectar errores y subsiguientemente corregirlos, para que la información cuántica se conserve durante un período de tiempo más largo.

En principio, las técnicas funcionan de manera similar a la cancelación activa de ruido en auriculares:en un primer paso, se detecta alguna avería. Luego, Se realiza una operación correctiva para eliminar el error y restaurar la información a su forma pura original.

Sin embargo, la aplicación de dicha corrección activa de errores en una computadora cuántica es muy compleja y viene con un uso extensivo de hardware. Típicamente, Se requiere electrónica compleja de corrección de errores para cada qubit, dificultando la construcción de circuitos con muchos qubits, como se requiere para construir una computadora cuántica universal.

El diseño propuesto para un circuito superconductor, por otra parte, tiene una especie de corrección de errores incorporada. El circuito está diseñado de tal manera que ya está inherentemente protegido contra el ruido ambiental mientras sigue siendo controlable. Por lo tanto, el concepto evita la necesidad de una estabilización activa de una manera altamente eficiente en el hardware, y, por lo tanto, sería un candidato prometedor para un futuro procesador cuántico a gran escala que tenga una gran cantidad de qubits.

"Al implementar un girador, un dispositivo de dos puertos que acopla la corriente en un puerto al voltaje en el otro, entre dos dispositivos superconductores (las llamadas uniones Josephson), podríamos renunciar a la demanda de detección activa de errores y estabilización:cuando se enfría, el qubit está inherentemente protegido contra tipos comunes de ruido, "dijo Martin Rymarz, un doctorado alumno del grupo de David DiVincenzo y primer autor del artículo, publicado en Revisión física X.

"Espero que nuestro trabajo inspire esfuerzos en el laboratorio; reconozco que esto, como muchas de nuestras propuestas, puede estar un poco adelantado a su tiempo ", dijo David DiVincenzo, Director fundador del JARA-Institute for Quantum Information en la RWTH Aachen University y Director del Institute of Theoretical Nanoelectronics (PGI-2) en Forschungszentrum Jülich. "Sin embargo, dada la experiencia profesional disponible, reconocemos la posibilidad de probar nuestra propuesta en el laboratorio en un futuro previsible ".

David DiVincenzo es considerado un pionero en el desarrollo de computadoras cuánticas. Entre otras cosas, su nombre está asociado a los criterios que debe cumplir una computadora cuántica, los llamados 'criterios DiVincenzo'.