Vanlig processor klarar kvantdatorernas svåraste flaskhals

Under tisdagen den 22 september presenterade kvantteknikföretaget IonQ resultat som visar att deras nya avkodare för felkorrigering kan köras i realtid på en helt vanlig centralprocessor (CPU). I testerna utvärderades systemet på kretsar som simulerade upp till 408 logiska kvantbitar och genomförde över 31,5 miljoner kvantoperationer utan att beräkningarna behövde pausas.

Men varför har just felkorrigering varit ett så svårlöst problem för kvantforskningen? Kvantbitar är till sin natur extremt känsliga för mikroskopiska störningar i omgivningen, såsom elektromagnetiskt brus och temperaturvariationer. Dessa störningar skapar snabbt fel i beräkningarna, vilket gör att en klassisk dator måste övervaka processen och rätta felen i bakgrunden. Tidigare har datamängden som krävs för att identifiera felen ansetts kräva så omfattande beräkningskraft att de klassiska hjälpdatorerna blivit överbelastade, vilket tvingat kvantsystemet att stanna upp i väntan på svar.

Den nya avkodningsarkitekturen lyckades hantera hela arbetsflödet kontinuerligt och orsakade endast 0,02 procents tidsfördröjning under normala brusförhållanden, vilket innebär att kvantsystemet kan arbeta i full hastighet. Enligt forskningsledaren Nicolas Delfosse bevisar resultatet att beräkningsbördan för felkorrigering inte behöver öka exponentiellt i takt med att kvantdatorer byggs ut, vilket sänker de tekniska trösklarna för framtida storskaliga tillämpningar.