Ricercatori di UCL e NQCC misurano un qubit logico dentro un blocco QLDPC su Quantinuum H2
Un preprint descrive la chirurgia QLDPC sul processore a ioni intrappolati H2-2 di Quantinuum: legge uno dei due qubit codificati di un blocco lasciando intatto l'altro.
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I codici che raccolgono più qubit logici in un unico blocco promettono di ridurre il costo hardware del calcolo quantistico tollerante ai guasti, ma solo se ogni qubit codificato può essere gestito singolarmente. Un nuovo preprint riporta un test su hardware proprio di questa capacità. Surabhi Luthra dell'University College London e Alex Owens del National Quantum Computing Centre (NQCC) britannico hanno usato il processore a ioni intrappolati H2-2 di Quantinuum per misurare un qubit logico all'interno di un blocco di codice a due qubit senza disturbare il vicino, una tecnica nota come chirurgia QLDPC.
Che cosa è stato annunciato
L'articolo, Individually Addressed Logical Pauli Measurements by QLDPC Surgery on a Trapped Ion Quantum Computer, è stato inviato ad arXiv il 28 ottobre 2026. Gli autori affermano che, per quanto ne sanno, la misura di singoli qubit logici all'interno di un blocco a più qubit tramite chirurgia QLDPC non era mai stata realizzata su hardware. I precedenti esperimenti di chirurgia, osservano, impiegavano la lattice surgery su blocchi di codice che contenevano ciascuno un solo qubit logico.
I dettagli tecnici
Il gruppo ha codificato due qubit logici in dieci qubit fisici di dati con un codice bicicletta generalizzato [[10,2,3]], appartenente alla famiglia dei codici quantistici a controllo di parità a bassa densità (QLDPC). Per leggere un operatore logico prescelto, il blocco di codice viene collegato temporaneamente a un "gadget" ausiliario composto da qubit aggiuntivi. I controlli misurati sul gadget rivelano il valore dell'operatore logico bersaglio e il blocco resta poi nel suo spazio di codice. La misura è quindi non distruttiva, a differenza di una lettura trasversale, che fa collassare lo stato codificato.
Secondo l'articolo, i risultati sono stati:
- Un singolo round di chirurgia con sette qubit di gadget ha misurato l'operatore X del primo qubit logico con un tasso di errore dello 0,72%, in accordo con una successiva misura trasversale con errore dell'1,03%.
- La decodifica su tre round di estrazione delle sindromi ha portato l'errore di misura del gadget sotto lo 0,26%.
- Il qubit logico "spettatore", non indirizzato, è stato preservato con un errore dello 0,21% durante la misura in tre round, e la sindrome dopo la chirurgia ha confermato il ritorno del blocco nello spazio di codice.
- Riutilizzando gli stessi qubit di gadget per misurare X sul primo qubit logico e poi Z sul secondo, l'errore della seconda misura è stato dell'1,12%.
Gli autori osservano che la loro costruzione di gadget si applica a codici QLDPC arbitrari ed è alla base dei blocchi di elaborazione di un'architettura proposta chiamata Pinnacle.
Perché è importante
L'articolo ricorda che la tolleranza ai guasti basata sul codice di superficie richiede da centinaia a migliaia di qubit fisici per ogni qubit logico. I codici QLDPC possono ridurre questo onere memorizzando più qubit logici per blocco, ma richiedono connessioni oltre i primi vicini e un modo per indirizzare ogni qubit codificato. Misure di Pauli non distruttive e indirizzate singolarmente, unite a una fornitura di stati magici, bastano per il calcolo universale nel modello noto come calcolo basato su Pauli. Gli autori descrivono i loro risultati come una validazione su hardware della primitiva di chirurgia su cui si fondano le architetture QLDPC.
Cosa osservare
Il lavoro è un preprint non ancora sottoposto a revisione paritaria e utilizza un piccolo codice a distanza 3. Restano da capire se lo stesso approccio a gadget regga su codici più grandi e a distanza maggiore, come si combini con la fornitura di stati magici per un calcolo logico completo e se un hardware a connettività fissa, anziché riconfigurabile, possa supportarlo con un costo ragionevole in qubit.
Fonti
I fatti riportati in questa pagina provengono dalle fonti sotto indicate, raccolte da DesignQuantum.