این واقعیت که کامپیوتر کوانتومی با پیچیده تر شدن محاسبات، راه حل صحیح قابل تأیید را تولید می کند، در حالی که الگوریتم ابرکامپیوتر پاسخ نادرستی ایجاد می کند، این امیدواری را ایجاد می کند که الگوریتم های محاسبات کوانتومی با کاهش خطا، به جای تصحیح خطای دشوارتر، بتوانند به پیشرفته تر رسیدگی کنند. مشکلات فیزیک، مانند درک خواص کوانتومی ابررساناها و مواد الکترونیکی جدید.

مشکل نویز به این دلیل است که کیوبیت های IBM مدارهای ابررسانای حساسی هستند که صفر و یک محاسبات دودویی را نشان می دهند. هنگامی که کیوبیت ها برای محاسبه درهم می روند، مزاحمت های اجتناب ناپذیر مانند گرما و ارتعاش می توانند درهم تنیدگی را تغییر داده و باعث ایجاد خطا شوند. هرچه درهم تنیدگی بیشتر باشد، اثرات نویز بدتر است.

در واقع، شبیه سازی دقیق تمام 127 کیوبیت درهم تنیده در یک کامپیوتر کلاسیک به مقدار نجومی حافظه نیاز دارد. حالت کوانتومی باید با 2 به توان 127 عدد جداگانه نشان داده شود. که 1 به دنبال آن 38 صفر است. کامپیوترهای معمولی می توانند حدود 100 میلیارد عدد را ذخیره کنند که 27 مرتبه بزرگی بسیار کوچک است. برای ساده کردن مسئله، Anand، Wu و Zaletel از تکنیک های تقریبی استفاده کردند که به آنها اجازه می داد مشکل را در یک کامپیوتر کلاسیک در مدت زمان معقول و با هزینه معقول حل کنند. این روش ها تا حدودی شبیه فشرده سازی تصویر jpeg هستند، به این دلیل که از اطلاعات کمتر مهم خلاص می شوند و تنها آنچه برای دستیابی به پاسخ های دقیق لازم است را در محدوده حافظه موجود نگه می دارند.

او گفت در حالی که Zaletel در مورد پیش بینی اینکه آیا این تکنیک کاهش خطا برای کیوبیت های بیشتر یا محاسبات با عمق بیشتر کار می کند، محتاط است، اما نتایج الهام بخش بودند.

اما یک مطالعه جدید نشان می دهد که حتی در صورت عدم تصحیح خطای خوب، راه هایی برای کاهش خطاها وجود دارد که می تواند رایانه های کوانتومی را امروز مفید کند.

آناند صحت نتایج کامپیوتر کوانتومی را برای محاسبات کم پیچیده تر تایید کرد، اما با افزایش عمق محاسبات، نتایج کامپیوتر کوانتومی از کامپیوترهای کلاسیک متفاوت شد. برای پارامترهای خاص، آناند توانست مسئله را ساده کند و راه حل های دقیقی را محاسبه کند که محاسبات کوانتومی را بر روی محاسبات کامپیوتری کلاسیک تأیید می کند. در بزرگترین اعماق در نظر گرفته شده، راه حل های دقیقی در دسترس نبود، اما نتایج کوانتومی و کلاسیک با هم اختلاف نظر داشتند.

علاوه بر این، محاسباتی که بر روی یک مجموعه از کیوبیت ها عمل می کنند، می توانند خطاهای تصادفی را در سایر کیوبیت های غیرمجاز ایجاد کنند. سپس محاسبات اضافی این خطاها را ترکیب می کنند. دانشمندان امیدوارند از کیوبیت های اضافی برای نظارت بر چنین خطاهایی استفاده کنند تا بتوان آنها را اصلاح کرد - به اصطلاح تصحیح خطای تحمل پذیر. Zaletel گفت، اما دستیابی به تحمل خطا مقیاس پذیر یک چالش مهندسی بزرگ است، و اینکه آیا در عمل برای تعداد بیشتری از کیوبیت ها کار می کند یا خیر، باید نشان داده شود.

یک رویکرد شبیه سازی تکنیک ZNE است که توسط IBM توسعه یافته است.

آناند گفت: «اکنون، ما می پرسیم که آیا می توانیم همان مفهوم کاهش خطا را در نظر بگیریم و آن را در شبیه سازی های شبکه تانسور کلاسیک اعمال کنیم تا ببینیم آیا می توانیم نتایج کلاسیک بهتری به دست آوریم یا خیر. این کار به ما این توانایی را می دهد که شاید از یک کامپیوتر کوانتومی به عنوان ابزاری برای تأیید رایانه کلاسیک استفاده کنیم، که اسکریپت را روی کارهایی که معمولاً انجام می شود برگرداند.

برای سرکوب نویز صدا را تقویت کنید

علیرغم پیشرفت های مداوم در کامپیوترهای کوانتومی، آنها همچنان پر سر و صدا و مستعد خطا هستند که منجر به پاسخ های سوال برانگیز یا اشتباه می شود. دانشمندان پیش بینی می کنند که تا زمانی که محققان نتوانند به اندازه کافی خطاهایی را که شیطان بیت های کوانتومی یا کیوبیت ها را در هم می پیچد، تصحیح کنند، آنها واقعاً برای حداقل پنج یا 10 سال از ابررایانه های «کلاسیک» امروزی پیشی نخواهند گرفت.