مثل الجبل الجليدي، الجزء المرئي من الكود هو البيانات، وتحت الماء دعامة هائلة من الجسيمات المساعدة. تراقب هذه الجسيمات التشويش بهدوء وتصلح الأخطاء دون المساس بالمعلومات. هذا النهج يغلف العديد من الكيوبتات المنطقية المحمية في عدد متواضع من الكيوبتات الفيزيائية.
أُجريت التجربة على معالج من 98 أيونًا في مصيدة كهربائية. تحكمت الليزرات (التحليل الطيفي) في حالات الجسيمات، محاكاةً لمغناطيس كمومي – نظام سيساعد على فهم مواد جديدة. تعود فكرة تصحيح الأخطاء الكمومية إلى بيتر شور، أما المصائد الأيونية فاخترعها إغناسيو سيراك وبيتر تسولر. لأول مرة، أعطت الحسابات المحمية نتيجة أدق من العمليات نفسها من دون حماية: في السابق كان التصحيح يبطئ تلف البيانات فقط، أما الآن فهو يحسن الناتج فعليًا.
السر هو أن الجسيمات «تحت السطح» تخلق تكرارًا: الأخطاء تلغي بعضها بعضًا بدلاً من أن تتراكم. وكلما زاد عددها، قلّت الحاجة إلى استبعاد القياسات الفاشلة، وزاد قمع الفوضى الطبيعية. وهكذا تتوقف الآلات الكمومية عن الخوف من التشويش وتقترب من حل مشكلات تعجز عنها الحواسيب الخارقة التقليدية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.22211
High-rate quantum error correcting (QEC) codes encode many logical qubits in a given number of physical qubits, making them promising candidates for quantum computation. Implementing high-rate codes at a scale that both frustrates classical computing and improves performance by encoding requires both high fidelity gates and long-range qubit connectivity -- both of which are offered by trapped-ion quantum computers. Here, we demonstrate computations that outperform their unencoded counterparts in the high-rate $$[[ k+2,\, k,\, 2 ]]$$ iceberg quantum error detecting (QED) and $$[[ (k_2 + 2)(k_1 + 2),\, k_2k_1,\, 4 ]]$$ two-level concatenated iceberg QEC codes, using the 98-qubit Quantinuum Helios trapped-ion quantum processor. Utilizing new gadgets for encoded operations, we realize this "beyond break-even" performance with reasonable postselection rates across a range of fault-tolerant (FT) and partially-fault-tolerant (pFT) component and application benchmarks with between $$48$$ and $$94$$ logical qubits. These benchmarks include FT state preparation and measurement, QEC cycle benchmarking, logical gate benchmarking, GHZ state preparation, and a pFT quantum simulation of the three-dimensional $$XY$$ model of quantum magnetism. Additionally, we illustrate that postselection rates can be suppressed by increasing the code distance via concatenation. Our results represent state-of-the-art logical component and state fidelities and provide evidence that high-rate QED/QEC codes are viable on contemporary quantum computers for near-term beyond-classical-scale computation.
سُمي الكود «جبل جليدي» لشبهه بالجبل الجليدي الحقيقي: الكيوبتات المفيدة هي القمة فوق الماء، والكيوبتات المفحصة هي الكتلة الضخمة المخفية تحت الماء.
في مسلسل «ديفس»، يتنبأ حاسوب كمومي بالمستقبل، لكن أي خطأ يحول الرؤية إلى فوضى – كان بإمكان أكواد الجبال الجليدية تنقية تلك التنبؤات من التشويش.