D-Wave продемонстрировала запутанность кубитов dual-rail в статье Nature

Компания D-Wave, долгое время известная своими квантовыми отжигателями, теперь также разрабатывает квантовые компьютеры на основе вентилей. После приобретения стартапа Quantum Circuits компания начала использовать так называемые кубиты dual-rail. В статье, опубликованной в среду в Nature, D-Wave сообщает о запутывании двух таких кубитов и подтверждает, что доминирующая ошибка по-прежнему легко обнаруживается — это потеря фотона.

Кубит dual-rail основан на суперпозиции одного фотона между двумя связанными резонаторами — левым и правым. Наиболее частая ошибка — потеря фотона, называемая ошибкой стирания. Её можно обнаружить без дополнительных кубитов, что упрощает коррекцию ошибок. Следующая по частоте ошибка — переворот фазы, а переворот бита встречается крайне редко. Такая иерархия ошибок позволяет использовать более компактный код коррекции.

В эксперименте D-Wave создала два кубита dual-rail, между которыми находился настраиваемый соединитель. Активация соединения на примерно 200 наносекунд (вся операция занимала 500 нс) позволила выполнить запутывающий вентиль. Результаты показали, что уровень потери фотона составляет около 0,5% на операцию, что в пять раз чаще других ошибок, а перевороты битов практически отсутствуют (на уровне 10⁻⁶). Компания подчёркивает, что иерархия ошибок сохраняется, что важно, поскольку операции могут искажать соотношение типов ошибок.

Остаётся ещё много работы. Исследователи заметили рост числа ошибок при увеличении количества вентилей, возможно, из-за дрейфа калибровочных параметров. Также необходимо разработать обнаружение ошибок стирания в середине вычислений и усовершенствовать теорию коррекции для больших различий между классами ошибок. D-Wave планирует достичь 181 кубита dual-rail к 2028 году, а в перспективе — создать сотни логических кубитов.