QuiX Quantum تُظهر تخفيف الأخطاء دون العتبة في الأجهزة الفوتونية

أظهرت شركة QuiX Quantum، بالتعاون مع مختبر NASA للذكاء الاصطناعي الكمي وUniversity of Twente وFreie Universität Berlin، تخفيف أخطاء دون العتبة على حاسوب كمي فوتوني. أُجريت التجربة على خدمة الحوسبة الكمية السحابية QuiX Bia™، وتمثل أول تحقق على مستوى العتاد من تخفيض صافٍ إيجابي للأخطاء في نظام فوتوني. من خلال قمع أخطاء الكيوبتات الفيزيائية إلى مستويات متوافقة مع التوسع المتحمل للأخطاء، يعالج المشروع عنق زجاجة التمييز الذي يُضعف عادةً التداخل الكمي في مصادر الفوتون الواحد. تستخدم المنهجية تقطير الفوتونات، وهي تقنية تخفيف أخطاء بوزونية متماسكة بطبيعتها. على عكس تصحيح الأخطاء الكمي التقليدي الذي يعتمد على تكرار كثيف للكيوبتات ومعالجة لاحقة كلاسيكية، يستخدم تقطير الفوتونات التداخل الكمي بين فوتونات متعددة غير مثالية لإسقاطها في حالات داخلية منقاة. تستخدم هذه العملية تحويل فورييه بصري متعدد الأنماط لتقطير فوتونات أعلى جودة وأكثر تماثلاً قبل بدء الحساب. يُقصد بهذا النهج على مستوى العتاد أن يكون خطوة معالجة مسبقة لتقليل العبء الحسابي ومتطلبات الموارد للطبقات المتحملة للأخطاء اللاحقة. باستخدام معالج فوتوني قابل للبرمجة من 20 نمطاً، أظهر فريق البحث بوابة تقطير فوتونات خفضت خطأ عدم تماثل الفوتونات بمعامل 2.2 مرة. رغم إدخال ضوضاء إضافية متأصلة في تشغيل البوابة، حقق الجهاز تخفيضاً صافياً بمعامل 1.2 مرة في إجمالي الخطأ. تؤكد هذه النتيجة التخفيف الإيجابي الصافي، مستوفيةً المتطلب الأساسي بأن بروتوكول إدارة الأخطاء يجب أن يزيل إنتروبيا من النظام أكثر مما يُدخله. تشير النمذجة الرقمية المرتبطة بالدراسة إلى أن دمج تقطير الفوتونات في البنيات الفوتونية يمكن أن يقلل عدد مصادر الفوتونات المطلوبة لكل كيوبت منطقي بمعامل يصل إلى أربعة. من خلال خفض عدد المكونات المطلوبة وتعقيد النظام، توفر الطريقة مساراً تقنياً نحو نشر معالجات فوتونية على مستوى المرافق بنفقات رأسمالية أقل. دُعم المشروع جزئياً من مبادرة Purple NECtar Quantum Challenges التابعة لوزارة الدفاع الهولندية، والنتائج التقنية تخضع حالياً لمراجعة الأقران.