Die neue Architektur reduziert die Anzahl der für die Quantenfehlerkorrektur erforderlichen physikalischen Qubits – eine Voraussetzung für die Realisierung von fehlertolerantem Quantencomputing – um 90 % von 1 Million auf 10,000 Qubits.
Dieser Durchbruch ermöglicht der Forschung den Einstieg in den Bau eines Quantencomputers mit 10,000 physikalischen Qubits und 64 logischen Qubits, was einer etwa 100,000-fachen Rechenleistung der Spitzenleistung herkömmlicher Hochleistungscomputer entspricht.
Fujitsu und die Universität Osaka werden diese neue Architektur weiter verfeinern, um die Entwicklung von Quantencomputern in der frühen FTQC-Ära anzuführen, mit dem Ziel, Quantencomputeranwendungen auf ein breites Spektrum praktischer gesellschaftlicher Probleme anzuwenden, einschließlich Materialentwicklung und
Logische Qubits, die aus mehreren physikalischen Qubits bestehen, spielen eine wichtige Rolle bei der Quantenfehlerkorrektur Technologieund letztendlich die Realisierung praktischer Quantencomputer, die fehlertolerante Ergebnisse liefern können.
In herkömmlichen Quantencomputing-Architekturen werden Berechnungen unter Verwendung einer Kombination von vier fehlerkorrigierten universellen Quantengattern (CNOT, H, S und T Gate) durchgeführt.
Innerhalb dieser Architekturen erfordert insbesondere die Quantenfehlerkorrektur für T-Gatter eine große Anzahl physikalischer Qubits, und die Rotation des Zustandsvektors in der Quantenberechnung erfordert durchschnittlich etwa fünfzigmal wiederholte logische T-Gatter-Operationen.
Somit werden für die Realisierung eines echten fehlertoleranten Quantencomputers insgesamt schätzungsweise mehr als eine Million physische Qubits benötigt.
Aus diesem Grund können Quantencomputer in der frühen FTQC-Ära mit herkömmlicher Architektur zur Quantenfehlerkorrektur nur in einem sehr begrenzten Maßstab unterhalb klassischer Computer rechnen, da sie mit maximal etwa 10,000 physikalischen Qubits arbeiten, eine Zahl weit darunter erforderlich für echtes, fehlertolerantes Quantencomputing.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Architekturen, die wiederholte logische T-Gate-Operationen unter Verwendung einer großen Anzahl physischer Qubits erforderten, wird die Gate-Operation innerhalb der neuen Architektur durch Phasenrotation direkt auf einen beliebigen angegebenen Winkel ausgeführt.
