量子物理学：ブレークイーブンを超える実時間量子誤り訂正

量子を計算に利用するという野心的な目標は、デコヒーレンスという基本的な現象とは相反している。量子誤り訂正（QEC）の目的は、複雑な系がデコヒーレンスしていく自然な傾向にあらがうことである。この協働的な過程は、複数の量子的構成要素と古典的構成要素の関与を必要とし、誤りによって生じるエントロピーを、記憶されている量子情報をそうした誤りが破壊する速度より速く除去する、特殊な種類の散逸を生み出す。このような過程を操作しようとする以前の実験的試みでは、その過程自体の誤り訂正能力を圧倒する過剰な数の誤りの生成に直面した。このように、QECを利用して量子コヒーレンスを延ばすことが実際に可能かどうかは、まだ解決されていない問題である。今回我々は、QEC過程に関与する全ての不完全な量子構成要素よりも量子コヒーレンスが大幅に長い、完全に安定化され誤り訂正された論理キュービットを実証することによってこの疑問に答え、最良の量子構成要素より優れた、G = 2.27 ± 0.07というコヒーレンス利得を得た。我々はこの性能を、超伝導量子回路の作製やモデルフリー強化学習を含む、複数の領域の技術革新を組み合わせることによって実現した。

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