스핀 큐비트로 서피스 코드 임계값을 초월한 양자 논리

양자 비트의 높은 충실도 제어는 양자 알고리즘의 신뢰할 수 있는 실행과 빠르게 발생하는 오류를 수정할 수 있는 능력, 즉 내결함성 달성에 매우 중요합니다. 내결함성에 대한 중앙 요건은 오류 임계값을 기준으로 표현됩니다. 실제 임계값은 많은 세부 사항에 따라 달라지지만, 일반적인 목표는 잘 알려진 서피스 코드의 약 1% 오류 임계값입니다. 99% 이상의 두 큐비트 게이트 충실도를 달성하는 것은 반도체 스핀 큐비트에 대한 오랜 주요 목표였습니다. 이러한 큐비트는 고급 반도체 기술을 활용할 수 있기 때문에 확장성 측면에서 유망합니다. 여기에서는 실리콘에서 스핀 기반 양자 프로세서를 보고하며, 단일 큐비트와 두 큐비트 게이트 충실도가 모두 99.5% 이상으로 게이트 집합 토모그래피에서 추출되었습니다. 인접한 큐비트의 크로스톡 및 아이들링 오류를 포함할 때 평균 단일 큐비트 게이트 충실도는 99% 이상으로 유지됩니다. 이 높은 충실도 게이트 집합을 사용하여 변분 양자 고유값 해석기 알고리즘을 통해 분자의 바닥 상태 에너지를 계산하는 어려운 작업을 수행합니다. 두 큐비트 게이트 충실도에서 99% 장벽을 초과함에 따라, 반도체 큐비트는 내결함성 및 잡음이 있는 중간 규모 양자 장치 시대의 가능성 있는 응용 프로그램으로 가는 길에 잘 위치하고 있습니다.