كيوبتان فائقا التوصيل على رقاقة واحدة يعزفان بنقاء عازفين منفردين في أوركسترا. كل منهما هو ترانزمون، وهو كيوبت أقل حساسية لضوضاء الشحنة. وهما مرتبطان عبر مبرد قابل للضبط، وهو عنصر مساعد يضبط قوة التفاعل بينهما. وقد جعل فريق من IQM Quantum Computers هذا الثنائي يعزف دون أي نغمة كاذبة. بلغ متوسط دقة البوابات ذات الكيوبت الواحد 99.98%، وبوابة CZ ذات الكيوبتين 99.93%، والقراءة 99.94%. ولتصحيح الأخطاء الكمومية، نحتاج إلى المجموعة كاملة: بوابات سريعة ذات كيوبت واحد، وبوابات دقيقة ذات كيوبتين، وقراءة لا تدمر الحالة الكمومية. وهنا، ولأول مرة، جُمعت هذه المجموعة على جهاز واحد.

الصعوبة الرئيسية هي التسرب. وهو انتقال الكيوبت خارج فضاء الحساب، إلى الحالة |02⟩. يشبه التسرب عازفًا يبدأ في منتصف المقطوعة بعزف نغمة خاطئة فيربك المجموعة كلها. الطرق القياسية للمعايرة لا تميز هذا الخطأ جيدًا وسط الأخطاء الأخرى. أما بروتوكول PALEA الجديد فيعمل كقائد أوركسترا بأذن مثالية: بعد كل بوابة، يضيف طبقة من فك الترابط الديناميكي ويحسب متوسط الإشارة عبر أطوار عشوائية. وهذا يعزز خطأ التسرب المستهدف فقط، مما يسمح بضبط البوابة بدقة متناهية. ونتيجة لذلك، ينخفض التسرب إلى النصف على الأقل مقارنة بالطريقة القياسية لتضخيم الخطأ.

كان تحسين قوة اقتران الكيوبت-المبرد مفتاحًا آخر. أولاً، حاكوا عدديًا أخطاء البوابات كدالة لقوة الاقتران ووجدوا أن الأمثل حوالي 75 ميجاهرتز. ثم صنعوا رقاقة بقوة اقتران فعلية تبلغ 66 ميجاهرتز. هذا التوازن سمح بتقليل أخطاء العمليات ذات الكيوبت الواحد والعمليات ذات الكيوبتين في الوقت نفسه. حُسّنت القراءة باستخدام الرفع (shelving)، وهو نقل الحالة المثارة إلى حالة أعلى قبل القياس لإطالة عمرها. هذا الأسلوب يزيد الدقة لكنه يزيد التسرب قليلاً. البحث عن حل وسط بين هذين المطلبين يظل مشكلة مفتوحة.

قبل هذا العمل، لم يكن واضحًا ما إذا كان يمكن على رقاقة فائقة التوصيل واحدة تحقيق دقة تتجاوز 99.9% في وقت واحد للبوابات ذات الكيوبت الواحد والبوابات ذات الكيوبتين والقراءة. عادةً ما يؤدي تحسين عملية واحدة إلى تدهور الأخرى. الآن ثبت أن الاختيار الدقيق لقوة الاقتران وبروتوكول المعايرة الجديد PALEA يسمحان بتحقيق الدقات الثلاث جميعها فوق 99.9% على جهاز واحد. يمكن استخدام الطريقة فورًا في المختبرات التي تعمل مع الكيوبتات فائقة التوصيل لتسريع المعايرة وزيادة دقة البوابات عند التوسع.

تستعد الأوركسترا الكمومية للمسارح الكبيرة. قد تكون الخطوة التالية نقل هذه البنية إلى شبكة ثنائية الأبعاد من الكيوبتات بأربع وصلات لكل كيوبت. تحسين زمن الترابط سيسمح بتقليل قوة الاقتران المثلى وتقليل التداخل المتبادل. وللقراءة، يمكن استخدام الرفع إلى الحالة المثارة الثالثة لزيادة الدقة أكثر. عندما يعزف كل آلة بنقاء، يمكن لمجموعة من آلاف الكيوبتات تنفيذ خوارزميات كمومية معقدة دون أي نغمة كاذبة.