Des chercheurs de l'UCL et du NQCC mesurent un qubit logique au sein d'un bloc QLDPC sur Quantinuum H2
Une prépublication décrit une chirurgie QLDPC sur le processeur à ions piégés H2-2 de Quantinuum : lecture d'un des deux qubits encodés d'un bloc, l'autre intact.
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Les codes qui regroupent plusieurs qubits logiques dans un seul bloc promettent de réduire le coût matériel de l'informatique quantique tolérante aux fautes, à condition que chaque qubit encodé puisse être manipulé individuellement. Une nouvelle prépublication rapporte un test matériel précisément sur ce point. Surabhi Luthra, de l'University College London, et Alex Owens, du National Quantum Computing Centre (NQCC) britannique, ont utilisé le processeur à ions piégés H2-2 de Quantinuum pour mesurer un qubit logique au sein d'un bloc de code à deux qubits sans perturber son voisin, une technique appelée chirurgie QLDPC.
Ce qui a été annoncé
L'article, Individually Addressed Logical Pauli Measurements by QLDPC Surgery on a Trapped Ion Quantum Computer, a été déposé sur arXiv le 28 octobre 2026. Les auteurs affirment qu'à leur connaissance, la mesure de qubits logiques individuels au sein d'un bloc multi-qubits par chirurgie QLDPC n'avait encore jamais été réalisée sur du matériel. Les expériences de chirurgie précédentes, notent-ils, reposaient sur la chirurgie de réseau (lattice surgery) appliquée à des blocs de code contenant chacun un seul qubit logique.
Les détails techniques
L'équipe a encodé deux qubits logiques dans dix qubits physiques de données à l'aide d'un code bicyclette généralisé [[10,2,3]], qui appartient à la famille des codes quantiques à contrôle de parité de faible densité (QLDPC). Pour lire un opérateur logique donné, le bloc de code est relié temporairement à un « gadget » auxiliaire composé de qubits supplémentaires. Les contrôles mesurés sur le gadget révèlent la valeur de l'opérateur logique ciblé, et le bloc reste ensuite dans son espace de code. La mesure est donc non destructive, contrairement à une lecture transversale, qui effondre l'état encodé.
Selon l'article, les résultats sont les suivants :
- Un seul tour de chirurgie avec sept qubits de gadget a mesuré l'opérateur X du premier qubit logique avec un taux d'erreur de 0,72 %, en accord avec une mesure transversale ultérieure à 1,03 % d'erreur.
- Le décodage sur trois tours d'extraction de syndromes a ramené l'erreur de mesure du gadget sous 0,26 %.
- Le qubit logique « spectateur », non adressé, a été préservé avec une erreur de 0,21 % pendant la mesure en trois tours, et le syndrome après chirurgie a confirmé le retour du bloc dans l'espace de code.
- La réutilisation des mêmes qubits de gadget pour mesurer X sur le premier qubit logique puis Z sur le second a donné une erreur de 1,12 % sur la seconde mesure.
Les auteurs indiquent que leur construction de gadget s'applique à des codes QLDPC arbitraires et sert de base aux blocs de traitement d'une architecture proposée nommée Pinnacle.
Pourquoi c'est important
L'article rappelle que la tolérance aux fautes fondée sur le code de surface exige des centaines à des milliers de qubits physiques par qubit logique. Les codes QLDPC peuvent réduire ce surcoût en stockant plusieurs qubits logiques par bloc, mais ils nécessitent des connexions au-delà des plus proches voisins et un moyen d'adresser chaque qubit encodé. Des mesures de Pauli non destructives et adressées individuellement, associées à une source d'états magiques, suffisent au calcul universel dans le modèle dit de calcul fondé sur Pauli. Les auteurs présentent leurs résultats comme une validation matérielle de la primitive de chirurgie dont dépendent les architectures QLDPC.
À surveiller
Ce travail est une prépublication, non encore évaluée par les pairs, et il utilise un petit code de distance 3. Reste à savoir si la même approche par gadgets tient sur des codes plus grands et de plus grande distance, comment elle se combine avec la fourniture d'états magiques pour un calcul logique complet, et si un matériel à connectivité fixe plutôt que reconfigurable peut la prendre en charge pour un coût raisonnable en qubits.
Sources
Les informations de cette page proviennent des sources ci-dessous, collectées par DesignQuantum.