Uvumbuzi wa Kompyuta za Quantum: Kusahihisha Makosa kwa Wakati Halisi

```html Waandishi: Neereja Sundaresan Theodore J. Yoder Youngseok Kim Muyuan Li Edward H. Chen Grace Harper Ted Thorbeck Andrew W. Cross Antonio D. Córcoles Maika Takita Muhtasari Usahihishaji wa makosa ya quantum unatoa njia ya kuahidi ya kufanya hesabu za quantum zenye utendaji wa hali ya juu. Ingawa utekelezaji kamili wa makosa wa algorithms bado haujatimizwa, maboresho ya hivi karibuni katika vifaa vya elektroniki vya kudhibiti na vifaa vya quantum huwezesha maonyesho ya hali ya juu zaidi ya shughuli muhimu za usahihishaji wa makosa. Hapa, tunafanya usahihishaji wa makosa ya quantum kwenye qubits zinazohusiana katika gridi ya hexagon nzito. Tunanakili qubit ya kimawazo yenye umbali wa tatu na kufanya raundi kadhaa za vipimo vya usawazishaji visivyo na makosa ambavyo huruhusu usahihishaji wa kosa lolote la mzunguko. Kwa kutumia maoni halisi ya wakati, tunawasilisha upya qubits za usawazishaji na bendera kwa masharti baada ya kila mzunguko wa uchimbaji wa usawazishaji. Tunaripoti kosa la kimawazo linalotegemea mpangilio, na kosa la wastani la kimawazo kwa kipimo cha usawazishaji katika msingi wa Z(X) wa ~0.040 (~0.088) na ~0.037 (~0.087) kwa mpangilio unaolingana na hali ya juu zaidi wa mpangilio, mtiririko huo, kwenye data iliyochaguliwa baada ya kuvuja. Utangulizi Matokeo ya hesabu za quantum yanaweza kuwa na makosa, kwa vitendo, kutokana na kelele katika vifaa. Ili kuondoa makosa yanayotokana, misimbo ya usahihishaji wa makosa ya quantum (QEC) inaweza kutumika kuelezea habari ya quantum katika maeneo ya uhuru, ya kimawazo yaliyohifadhiwa, na kisha kwa kusahihisha makosa haraka kuliko yanavyojilimbikiza kuwezesha hesabu zenye utendaji wa makosa (FT). Utekelezaji kamili wa QEC utahitaji uwezekano: maandalizi ya hali ya kimawazo; utekelezaji wa seti kamili ya milango ya kimawazo, ambayo inaweza kuhitaji maandalizi ya hali ya uchawi; vipimo vinavyorudiwa vya usawazishaji; na upangaji wa usawazishaji kwa kusahihisha makosa. Ikiwa itafanikiwa, viwango vya makosa ya kimawazo vinapaswa kuwa chini kuliko viwango vya makosa ya kimwili yanayotumiwa, na kupungua kwa umbali wa nambari unaoongezeka hadi maadili madogo. Kuchagua nambari ya QEC kunahitaji kuzingatia vifaa vilivyo chini na sifa zake za kelele. Kwa gridi ya hexagon nzito ya qubits, nambari za QEC za mfumo ndogo zinavutia kwa sababu zinafaa kwa qubits zilizo na muunganisho uliopunguzwa. Nambari zingine zimeonyesha ahadi kutokana na kiwango chao cha juu cha FT au idadi kubwa ya milango ya kimawazo ya kusambazwa. Ingawa rasilimali zao za nafasi na wakati zinaweza kusababisha kikwazo kikubwa cha kuongezeka, kuna njia za kuahidi za kupunguza rasilimali zenye gharama kubwa zaidi kwa kutumia aina fulani ya upunguzaji wa makosa. Katika mchakato wa upangaji, usahihishaji uliofanikiwa unategemea sio tu utendaji wa vifaa vya quantum, lakini pia utekelezaji wa vifaa vya elektroniki vya kudhibiti vinavyotumiwa kupata na kuchakata habari za kawaida zilizopatikana kutoka kwa vipimo vya usawazishaji. Kwa upande wetu, kuweka upya qubits za usawazishaji na bendera kupitia maoni halisi kati ya mizunguko ya kipimo kunaweza kusaidia kupunguza makosa. Katika kiwango cha upangaji, ingawa kuna itifaki za kufanya QEC kwa usawa ndani ya mfumo wa FT, kiwango ambacho usawazishaji wa makosa hupokelewa kinapaswa kuendana na muda wao wa kuchakata kawaida ili kuepuka mkusanyiko unaoongezeka wa data ya usawazishaji. Pia, itifaki zingine, kama vile kutumia hali ya uchawi kwa lango la kimawazo T, zinahitaji utumizi wa maoni halisi. Kwa hivyo, maono ya muda mrefu ya QEC hayanaelekezi kwenye lengo moja la mwisho lakini yanapaswa kuonekana kama mwendelezo wa kazi zilizoingiliana sana. Njia ya majaribio katika maendeleo ya teknolojia hii itajumuisha onyesho la kazi hizi kwa pekee kwanza na mchanganyiko wao wa hatua kwa hatua baadaye, kila wakati huku ikiboresha metriki zao zinazohusiana. Baadhi ya maendeleo haya yanaonyeshwa katika maendeleo mengi ya hivi karibuni kwenye mifumo ya quantum katika majukwaa tofauti ya kimwili, ambayo yameonyesha au kukaribia vipengele kadhaa vya matakwa ya kompyuta ya quantum FT. Hasa, utayarishaji wa hali ya kimawazo ya FT umeonyeshwa kwenye ioni, spins za nyuklia kwenye almasi na qubits zenye superconducting. Mizunguko inayorudiwa ya uchimbaji wa usawazishaji imeonyeshwa kwenye qubits zenye superconducting katika nambari ndogo za kugundua makosa, pamoja na usahihishaji wa makosa wa sehemu pamoja na seti kamili (ingawa sio FT) ya milango ya qubit moja. Onyesho la FT la seti kamili ya lango kwenye qubits mbili za kimawazo limeelezwa hivi karibuni kwenye ioni. Katika uwanja wa usahihishaji wa makosa, kumekuwa na utekelezaji wa hivi karibuni wa nambari ya uso ya umbali-3 kwenye qubits zenye superconducting na upangaji na post-selection, pamoja na utekelezaji wa FT wa kumbukumbu ya quantum iliyohifadhiwa kwa nguvu kwa kutumia nambari ya rangi na utayarishaji wa hali ya FT, operesheni, na kipimo, ikiwa ni pamoja na viimarishi vyake, vya hali ya kimawazo katika nambari ya Bacon-Shor kwenye ioni. Hapa tunachanganya uwezo wa maoni halisi kwenye mfumo wa qubit wenye superconducting na itifaki ya upangaji wa hali ya juu ambayo haijachunguzwa hapo awali kwa vitendo ili kuboresha uhai wa hali za kimawazo. Tunaonyesha zana hizi kama sehemu ya operesheni ya FT ya nambari ya mfumo ndogo, nambari ya hexagon nzito, kwenye processor ya quantum yenye superconducting. Muhimu kwa kufanya utekelezaji wetu wa nambari hii kuwa na utendaji wa makosa ni qubits za bendera ambazo, zinapopatikana kuwa sio sifuri, huonya mpangaji kuhusu makosa ya mzunguko. Kwa kuweka upya kwa masharti qubits za usawazishaji na bendera baada ya kila mzunguko wa kipimo cha usawazishaji, tunahifadhi mfumo wetu dhidi ya makosa yanayotokana na usawa wa kelele ulio ndani ya utulivu wa nishati. Zaidi ya hayo tunatumia mikakati ya upangaji iliyoelezwa hivi karibuni na kupanua maoni ya upangaji ili kujumuisha dhana za hali ya juu zaidi. Matokeo Nambari ya hexagon nzito na mizunguko mingi Nambari ya hexagon nzito tunayoizingatia ni nambari ya qubit n=9 inayoelezea qubit ya kimawazo k=1 yenye umbali d=3. Vikundi vya usawazishaji wa miundo ya Z na X (tazama Mchoro 1a) na viimarishi hutolewa na Vikundi vya viimarishaji ni vituo vya vikundi vya usawazishaji husika. Hii inamaanisha kwamba viimarishaji, kama bidhaa za waendeshaji wa usawazishaji, vinaweza kupatikana kutoka kwa vipimo vya waendeshaji wa usawazishaji pekee. Waendeshaji wa kimawazo wanaweza kuchaguliwa kuwa XL = X1X2X3 na ZL = Z1Z3Z7. Miundo ya usawazishaji ya Z (bluu) na X (nyekundu) (sura. (1) na (2)) iliyowekwa kwenye qubits 23 zinazohitajika na nambari ya umbali-3 ya hexagon nzito. Qubits za nambari (Q1−Q9) zinaonyeshwa kwa njano, qubits za usawazishaji (Q17, Q19, Q20, Q22) zinazotumiwa kwa viimarishaji vya Z kwa bluu, na qubits za bendera na usawazishaji unaotumiwa katika viimarishaji vya X kwa nyeupe. Mpangilio na mwelekeo ambao milango ya CX inatumika ndani ya kila sehemu ndogo (0 hadi 4) huonyeshwa na mishale yenye nambari. Mchoro wa mzunguko wa raundi moja ya kipimo cha usawazishaji, ikijumuisha viimarishaji vya X na Z. Mchoro wa mzunguko unaonyesha uwezekano wa kufanya kazi kwa lango sambamba: zile zilizo ndani ya mipaka iliyowekwa na vizuizi vya ratiba (mistari wima iliyokatika ya kijivu). Kwa kuwa muda wa kila lango la qubit-mbili hutofautiana, ratiba ya mwisho ya lango huamuliwa na kifungu cha kawaida cha uhamishaji wa mzunguko cha mapema iwezekanavyo; baada ya hapo, utulivu wa nguvu huongezwa kwa qubits za data ambapo wakati unaruhusu. Vipimo na shughuli za kuweka upya hutengwa na shughuli zingine za lango na vizuizi ili kuruhusu utulivu wa nguvu sare kuongezwa kwa qubits za data ambazo hazifanyi kazi. Michoro ya upangaji kwa raundi tatu za vipimo vya kiimarishaji vya (c) Z na (d) X na kelele ya kiwango cha mzunguko huruhusu usahihishaji wa makosa ya X na Z, mtiririko huo. Sehemu za bluu na nyekundu kwenye michoro zinahusiana na usawazishaji tofauti, wakati sehemu nyeusi ni mpaka. Ncha huonyesha njia mbalimbali makosa yanaweza kutokea kwenye mzunguko kama ilivyoelezwa katika maandishi. Sehemu zina jina la aina ya kipimo cha kiimarishaji (Z au X), pamoja na kiambishi kinachoonyesha kiimarishaji, na viambishi awali vinavyoashiria raundi. Ncha nyeusi, zinazotokana na makosa ya Pauli Y kwenye qubits za nambari (na kwa hivyo ni saizi-2 tu), huunganisha michoro miwili katika (c) na (d), lakini hazitumiwi katika mpangaji wa kulinganisha. Ncha za saizi-4, ambazo hazitumiwi na kulinganisha, lakini zinatumiwa katika mpangaji wa hali ya juu zaidi. Rangi ni kwa ajili ya uwazi tu. Kuhamisha kila moja kwa wakati kwa raundi moja pia hutoa ncha halali (na mabadiliko fulani kwenye mipaka ya wakati). Pia hazijaonyeshwa ni ncha zote za saizi-3. a b e f Hapa tunazingatia mzunguko fulani wa FT, mbinu zetu nyingi zinaweza kutumika kwa ujumla na nambari na midundo tofauti. Sehemu mbili ndogo za mzunguko, zilizoonyeshwa kwenye Mchoro 1b, zinajengwa ili kupima waendeshaji wa usawazishaji wa X na Z. Mzunguko wa kipimo cha usawazishaji wa Z pia hupata habari muhimu kwa kupima qubits za bendera. Tunatayarisha hali za nambari katika hali ya |0L> (|iL>) kwa kwanza kuandaa qubits tisa katika hali ya |+> (|->) na kupima usawazishaji wa X (usawazishaji wa Z). Kisha tunafanya raundi r za kipimo cha usawazishaji, ambapo raundi moja inajumuisha kipimo cha usawazishaji wa Z ikifuatiwa na kipimo cha usawazishaji wa X (mtiririko huo, kipimo cha usawazishaji wa X ikifuatiwa na kipimo cha usawazishaji wa Z). Mwishowe, tunasoma qubits zote tisa za nambari katika msingi wa Z (X). Tunafanya majaribio sawa kwa hali za awali za kimawazo |0L> na |1L> pia, kwa kuzindua tu qubits tisa katika |0> na |1> badala yake. Algorithms za upangaji Katika mfumo wa kompyuta ya quantum FT, mpangaji ni algorithm ambayo huchukua vipimo vya usawazishaji kutoka kwa nambari ya kusahihisha makosa kama pembejeo na hutoa marekebisho kwa qubits au data ya kipimo. Katika sehemu hii tunaelezea algorithms mbili za upangaji: upangaji wa kulinganisha kamili na upangaji wa hali ya juu zaidi. Hypergraph ya upangaji ni maelezo mafupi ya habari iliyokusanywa na mzunguko wa FT na kufanywa kupatikana kwa algorithm ya upangaji. Inajumuisha seti ya vertices, au matukio yanayohusika na makosa, V, na seti ya hyperedges E, ambayo inaelezea uhusiano kati ya matukio yanayosababishwa na makosa katika mzunguko. Mchoro 1c-f unaonyesha sehemu za hypergraph ya upangaji kwa ajili ya majaribio yetu. Kujenga hypergraph ya upangaji kwa midundo ya kiimarishaji na kelele ya Pauli kunaweza kufanywa kwa kutumia uigaji wa kawaida wa Gottesman-Knill au mbinu zingine za kufuatilia Pauli. Kwanza, tukio linalohusika na makosa hutengenezwa kwa kila kipimo ambacho ni cha uhakika katika mzunguko usio na makosa. Kipimo cha uhakika M ni kipimo chochote ambacho matokeo yake m ∈ {0, 1} yanaweza kutabiriwa kwa kuongeza modulo mbili matokeo ya kipimo kutoka kwa seti ya vipimo vya mapema. Hiyo ni, kwa mzunguko usio na makosa, , ambapo seti inaweza kupatikana kwa uigaji wa mzunguko. Weka thamani ya tukio linalohusika na makosa kwa m − FM(mod2), ambayo ni sifuri (pia huitwa dhahiri) bila makosa. Kwa hivyo, kuona tukio la makosa ambalo si sifuri (pia huitwa dhahiri) kunamaanisha mzunguko uliathiriwa na angalau kosa moja. Katika midundo yetu, matukio yanayohusika na makosa ni vipimo vya qubit za bendera au tofauti ya vipimo vifuatavyo vya kiimarishaji sawa (pia wakati mwingine huitwa usawazishaji tofauti). Kisha, hyperedges huongezwa kwa kuzingatia makosa ya mzunguko. Mtindo wetu una uwezekano wa kosa pC kwa kila moja ya vipengele kadhaa vya mzunguko Hapa tunatofautisha operesheni ya utambulisho id kwenye qubits wakati wa muda ambapo qubits zingine zinapitia milango ya kitengo, kutoka kwa operesheni ya utambulisho idm kwenye qubits wakati zingine zinapitia kipimo na kuweka upya. Tunarekebisha qubits baada ya kupimwa, wakati tunazindua qubits ambazo hazijatumiwa katika jaribio bado. Hatimaye cx ni lango la kudhibitiwa, h ni lango la Hadamard, na x, y, z ni milango ya Pauli. (tazama Mbinu "IBM_Peekskill na maelezo ya majaribio" kwa maelezo zaidi). Thamani za nambari za pC zimeorodheshwa katika Mbinu "IBM_Peekskill na maelezo ya majaribio". Mfumo wetu wa makosa ni kelele ya kupunguza kipimo cha mzunguko. Kwa makosa ya uzinduzi na uwekaji upya, Pauli X inatumika kwa uwezekano husika pininit na preszet baada ya utayarishaji bora wa hali. Kwa makosa ya kipimo, Pauli X inatumika kwa uwezekano pmeas kabla ya kipimo bora. Lango la kitengo kimoja (lango la qubit-mbili) C hupata kwa uwezekano pC moja ya makosa matatu ya Pauli yasiyo ya kitambulisho ikifuatia lango bora. Kuna nafasi sawa ya makosa yoyote ya Pauli matatu (au kumi na tano) kutokea. Wakati kosa moja linatokea kwenye mzunguko, husababisha seti fulani ya matukio yanayohusika na makosa kuwa dhahiri. Seti hii ya matukio yanayohusika na makosa inakuwa hyperedge. Seti ya hyperedges zote ni E. Makosa tofauti yanaweza kusababisha hyperedge sawa, kwa hivyo kila hyperedge inaweza kuonekana kama inawakilisha seti ya makosa, ambayo kila moja husababisha kibinafsi matukio katika hyperedge kuwa dhahiri. Kuhusishwa na kila hyperedge ni uwezekano, ambao, kwa utaratibu wa kwanza, ni jumla ya uwezekano wa makosa katika seti. Kosa linaweza pia kusababisha kosa ambalo, limeenea hadi mwisho wa mzunguko, huathiri vibaya moja au zaidi ya waendeshaji wa kimawazo wa nambari, ikihitaji marekebisho ya kimawazo. Tunadhani kwa ujumla kuwa nambari ina mantiki qubits k na msingi wa waendeshaji 2k wa kimawazo, lakini kumbuka k=1 kwa nambari ya hexagon nzito iliyotumiwa katika jaribio. Tunaweza kuweka wimbo wa waendeshaji gani wa kimawazo huathiri vibaya kosa kwa kutumia vector kutoka {−1, 0, 1}k. Kwa hivyo, kila hyperedge h pia imeandikwa na moja ya vector hizi, inayoitwa lebo ya kimawazo. Kumbuka kwamba ikiwa umbali wa nambari ni angalau tatu, kila hyperedge ina lebo ya kipekee ya kimawazo. Hatimaye, tunabainisha kuwa algorithm ya upangaji inaweza kuchagua kurahisisha hypergraph ya upangaji kwa njia mbalimbali. Njia moja ambayo tunatumia kila wakati hapa ni mchakato wa kuondoa bendera. Vipimo vya bendera kutoka kwa qubits 16, 18, 21, 23 hupuuzwa tu bila marekebisho yoyote yanayotumika. Ikiwa bendera 11 ni dhahiri na 12 dhahiri, tumia Z kwa 2. Ikiwa 12 ni dhahiri na 11 dhahiri, tumia Z kwa qubit 6. Ikiwa bendera 13 ni dhahiri na 14 dhahiri, tumia Z kwa qubit 4. Ikiwa 14 ni dhahiri na 13 dhahiri, tumia Z kwa qubit 8. Tazama ref. kwa maelezo kuhusu kwa nini hii inatosha kwa utendaji wa makosa. Hii inamaanisha kwamba badala ya kujumuisha matukio yanayohusika na makosa kutoka kwa vipimo vya qubit za bendera moja kwa moja, tunachakata data kwa kutumia habari ya bendera kutumia marekebisho ya virtual ya Pauli Z na kurekebisha matukio yanayofuata yanayohusika na makosa ipasavyo. Hyperedges kwa hypergraph iliyoondolewa bendera zinaweza kupatikana kupitia uigaji wa kiimarishaji unaojumuisha marekebisho ya Z. Hebu r ionyeshe idadi ya raundi. Baada ya kuondoa bendera, ukubwa wa seti V kwa majaribio ya msingi ya Z (au X) ni |V| = 6r + 2 (au 6r + 4), kutokana na kupima viimarishaji sita kwa raundi na kuwa na mbili (au nne) za awali za makosa yanayohusika na matukio baada ya utayarishaji wa hali. Ukubwa wa E vivyo hivyo ni |E| = 60r − 13 (au 60r − 1) kwa r > 0. Kwa kuzingatia makosa ya X na Z kando, tatizo la kupata marekebisho ya kosa yenye uzito mdogo kwa nambari ya uso linaweza kupunguzwa hadi kupata kulinganisha kamili ya uzito mdogo kwenye mchoro. Wapangaji wanaolingana wanaendelea kusomwa kutokana na vitendo vyao na matumizi yao mapana. Katika sehemu hii, tunaelezea mpangaji wa kulinganisha kwa nambari yetu ya umbali-3 ya hexagon nzito. Michoro ya upangaji, moja kwa makosa ya X (Mchoro 1c) na moja kwa makosa ya Z (Mchoro 1d), kwa kulinganisha kamili ya uzito mdogo kwa kweli ni sehemu ndogo za hypergraph ya upangaji katika sehemu iliyotangulia. Hebu tuzingatie hapa mchoro wa kusahihisha makosa ya X, kwani mchoro wa makosa ya Z unafanana. Katika kesi hii, kutoka kwa hypergraph ya upangaji tunahifadhi sehemu VZ zinazohusiana na (tofauti ya vipimo vifuatavyo vya) vipimo vya kiimarishaji cha Z na ncha (yaani, hyperedges zenye saizi mbili) kati yao. Kwa kuongezea, vertex ya mpaka b inatengenezwa, na hyperedges za saizi moja za fomu {v} na v ∈ VZ, zinawakilishwa kwa kujumuisha ncha {v, b}. Ncha zote katika mchoro wa makosa ya X hurithi uwezekano na lebo za kimawazo kutoka kwa hyperedges zao zinazohusiana (tazama Jedwali 1 kwa data ya ncha ya makosa ya X na Z kwa jaribio la raundi 2). Algorithm kamili ya kulinganisha huchukua mchoro na ncha zenye uzito na seti yenye saizi sawa ya sehemu zilizoangaziwa, na hutoa seti ya ncha kwenye mchoro ambayo huunganisha sehemu zote zilizoangaziwa kwa jozi na ina uzito jumla wa chini zaidi kati ya seti zote za ncha kama hizo. Katika kesi yetu, sehemu zilizoangaziwa ni matukio ya uhakika wa makosa (ikiwa kuna idadi isiyo ya kawaida, sehemu ya mpaka pia huangaziwa), na uzito wa ncha huwekwa kuwa moja (njia ya sare) au kuwekwa kama , ambapo pe ni uwezekano wa ncha (njia ya uchanganuzi). Chaguo la mwisho linamaanisha kuwa uzito jumla wa seti ya ncha ni sawa na log-uwezekano wa seti hiyo, na kulinganisha kamili ya uzito mdogo hujaribu kuongeza uwezekano huu juu ya ncha kwenye mchoro. Kutokana na kulinganisha kamili ya uzito mdogo, mtu anaweza kutumia lebo za kimawazo za ncha katika kulinganisha kuamua marekebisho kwa hali ya kimawazo. Vinginevyo, mchoro wa makosa ya X (makosa ya Z) kwa mpangaji wa kulinganisha ni kama kwamba kila ncha inaweza kuhusishwa na qubit ya nambari (au kosa la kipimo), ili kujumuisha ncha katika kulinganisha kunamaanisha marekebisho ya X (Z) yanapaswa kutumika kwa qubit inayohusika. Upangaji wa hali ya juu zaidi (MLD) ni njia bora, ingawa si rahisi, kwa kupanga nambari za kusahihisha makosa ya quantum. Katika dhana yake ya asili, MLD ilitumika kwa mifumo ya kelele ya kisaikolojia ambapo makosa hutokea tu kabla ya usawazishaji kupimwa. Hii, bila shaka, inapuuzilia mbali hali halisi zaidi ambapo makosa yanaweza kuenea kupitia mzunguko wa kipimo cha usawazishaji. Hivi majuzi zaidi, MLD imepanuliwa kujumuisha kelele ya mzunguko. Hapa, tunaelezea jinsi MLD inavyorekebisha kelele ya mzunguko kwa kutumia hypergraph ya upangaji. MLD hupata marekebisho ya kimawazo yanayowezekana zaidi kutokana na uchunguzi wa matukio yanayohusika na makosa. Hii inafanywa kwa kuhesabu usambazaji wa uwezekano Pr[β, γ], ambapo β inawakilisha matukio yanayohusika na makosa na γ inawakilisha marekebisho ya kimawazo. Tunaweza kuhesabu Pr[β, γ] kwa kujumuisha kila hyperedge kutoka kwa hypergraph ya upangaji, Mchoro 1c–f, kuanzia na usambazaji wa sifuri-makosa, yaani, Pr[0|V|, 02k] = 1. Ikiwa hyperedge h ina uwezekano ph wa kutokea, bila kujali hyperedge nyingine yoyote, tunajumuisha h kwa kufanya sasisho ambapo βh ni tu vector binary ya hyperedge. Sasisho hili linapaswa kutumika mara moja kwa kila hyperedge katika E. Mara Pr[β, γ] inapokokotwa, tunaweza kuitumia kupata marekebisho bora ya kimawazo. Ikiwa β* imezingatiwa katika kukimbia kwa jaribio, inaonyesha jinsi vipimo vya waendeshaji wa kimawazo vinapaswa kurekebishwa. Kwa maelezo zaidi kuhusu utekelezaji maalum wa MLD, rejelea Mbinu "Utekelezaji wa hali ya juu zaidi". Utekelezaji wa majaribio Kwa onyesho hili tunatumia ibm_peekskill v2.0.0, processor ya IBM Quantum Falcon yenye qubit 27 ambayo ramani yake ya kuunganisha huwezesha nambari ya umbali-3 ya hexagon nzito, tazama Mchoro 1. Muda jumla wa kipimo cha qubit na uwekaji upya wa hali halisi unaofuata, kwa kila raundi, unachukua 768ns na ni sawa kwa qubits zote. Vipimo vyote vya usawazishaji na uwekaji upya hufanyika kwa wakati mmoja kwa utendaji ulioboreshwa. Mlolongo rahisi wa Xπ-Xπ wa utulivu wa nguvu huongezwa kwa qubits zote za nambari wakati wa vipindi vyao vya kutofanya kazi. Kuvuja kwa qubit ni sababu kubwa kwa nini mfumo wa makosa ya depolarizing wa Pauli unaodhaniwa na muundo wa mpangaji unaweza kuwa sio sahihi. Katika baadhi ya kesi, tunaweza kugundua ikiwa qubit imevuja nje ya nafasi ya hesabu wakati inapimwa (tazama Mbinu "Njia ya uchaguzi wa hali" kwa habari zaidi juu ya njia ya uchaguzi wa hali na mapungufu). Kwa kutumia hii, tunaweza kuchagua kwa hali za kukimbia za jaribio ambapo kuvuja hakujagunduliwa, sawa na ref. [18]. Katika Mchoro 2a, tunazindua hali ya kimawazo |0L>, na kutumia raundi r za kipimo cha usawazishaji, ambapo raundi moja inajumuisha viimarishaji vya X na Z (muda jumla wa takriban 5.3μs kwa raundi, Mchoro 1b). Kwa kutumia upangaji kamili wa kulinganisha wa uchanganuzi kwenye data kamili (milioni 500,000 risasi kwa kukimbia), tunatoa makosa ya kimawazo katika Mchoro 2a, pembetatu nyekundu (bluu). Maelezo ya vigezo vilivyoboreshwa vinavyotumiwa katika upangaji kamili wa kulinganisha wa uchanganuzi yanaweza kupatikana katika Mbinu "IBM_Peekskill na maelezo ya majaribio". Kulinganisha kwa curves kamili za kuoza (sura. (14)) hadi raundi 10, tunatoa kosa la kimawazo kwa kila raundi bila uchaguzi wa hali katika Mchoro 2b wa 0.059(2) (0.058(3)) kwa |0L> (|1L>) na 0.113(5) (0.107(4)) kwa |+L> (|−L>).. Kosa la kimawazo dhidi ya idadi ya raundi za kipimo cha usawazishaji r, ambapo raundi moja inajumuisha kipimo cha kiimarishaji cha Z na X. Pembeteizi za bluu zinazoonesha kulia (pembeteizi nyekundu) zinaonyesha makosa ya kimawazo yaliyopatikana kutoka kwa kutumia kulinganisha upangaji wa uchanganuzi kwenye data halisi ya majaribio kwa |0L> (|1L>) hali. Mraba wa bluu hafifu (viringi vyekundu hafifu) zinaonyesha zile za |+L> (|−L>) na njia sawa ya upangaji lakini kwa kutumia data ya majaribio iliyochaguliwa baada ya kuvuja. Milia ya makosa inaonyesha kosa la sampuli ya kila kukimbia (milioni 500,000 risasi kwa data halisi, idadi inayobadilika ya risasi kwa iliyochaguliwa). Mistari iliyokatika ni marekebisho ya makosa kwa kila raundi iliyoonyeshwa kwenye (b). Kutumia njia sawa ya upangaji kwenye data iliyochaguliwa baada ya kuvuja, inaonyesha upunguzaji mkubwa wa kosa la jumla kwa hali zote nne za kimawazo. Tazama Mbinu "Njia ya uchaguzi wa hali" kwa maelezo. Viwango vya kukataliwa vilivyokamilika kwa kila raundi kwa |0L>, |1L>, |+L>, |−L> ni 4.91%, 4.64%, 4.37%, na 4.89%, mtiririko huo. Milia ya makosa inaonyesha kiwango cha kawaida cha kupotoka kwenye kiwango kilichokamilika. , Kwa kutumia data iliyochaguliwa baada ya kuvuja, tunalinganisha kosa la kimawazo lililopatikana na wapangaji wanne: a b c d