Quantinuumは、98量子ビットのHeliosイオントラッププロセッサ上で高レート量子誤り訂正(QEC)コードを実装し、$[[k+2, k, 2]]$アイスバーグ量子誤り検出(QED)コードと[[(k2+2)(k1+2), k2k1, 4]]二段階連結アイスバーグQECコードを利用した。この実装により、システムで利用可能な98個の物理量子ビットから94個の誤り検出論理量子ビットと48個の誤り訂正論理量子ビットが生成された。高レート符号化により、誤り訂正では物理量子ビットと論理量子ビットの比率が2:1近く、誤り検出では約1:1が達成され、これはイオントラップアーキテクチャに固有の全結合性によって可能となった。
論理量子ビットは「損益分岐点を超える」性能を示し、複数のベンチマークにおいて物理量子ビットと比較して10倍から100倍低いエラー率を示した。これらの忠実度を達成するため、アーキテクチャはコード連結を採用した。これは誤り検出アイスバーグコードを階層化して符号距離4を作り出し、自律的な誤り訂正を可能にする入れ子技術である。これらの論理コンポーネントのベンチマークには、状態準備と測定(SPAM)、論理ゲート操作、サイクルベンチマーキングが含まれ、複雑な回路実行中もエラー抑制が有効であることが確認された。
符号化されたシステムの機能性は、64個の誤り検出論理量子ビットを使用した量子磁性の三次元XYモデルの部分的フォールトトレラント(pFT)量子シミュレーションを通じて検証された。さらに、チームは94論理量子ビットのGreenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状態を生成し、94.9%の状態忠実度を達成した。これらの応用では、3次元材料格子幾何学を物理量子ビット配置にマッピングするために非局所的相互作用を実行するプロセッサの能力が利用され、大規模論理計算に対するシステムの能力が検証された。
完全な技術詳細と科学論文については、Quantinuumの公式発表とarXiv論文を参照のこと。
2026年3月14日
