通過和代爾夫特理工大學（TU Delft）、荷蘭應用科學研究組織（TNO）的合作，荷蘭 QuTech 的研究團隊在量子糾錯方面取得一個新的里程碑。 他們將編碼后的量子數據的高保真操作與可擴展的重複數據穩定方案相結合，進行了編碼和穩定化。 研究人員在 12月的《自然-物理》雜誌上報告了他們的發現。

物理的量子比特（qubits），很容易出現錯誤。 這些錯誤來自各種來源，包括量子退相幹、串擾和不完善的校準。 幸運的是，量子糾錯理論規定了在同步保護量子數據免受此類錯誤影響的同時進行計算的可能性。

QuTech 的 Leonardo DiCarlo 教授說：”有兩種能力將使糾錯的量子計算機區別於現在的嘈雜的中尺度量子（NISQ）處理器。 首先，它將處理以邏輯量子比特而非物理量子比特（每個邏輯量子比特由許多物理量子比特組成）編碼的量子資訊。 其次，它將使用與計算步驟交錯的量子奇偶校驗來識別和糾正物理量子比特中發生的錯誤，在處理過程中保障編碼資訊的安全”。

根據理論，只要物理錯誤的發生率低於閾值，並且邏輯操作和穩定的電路具有容錯性，邏輯錯誤率就可以被指數級地抑制。 因此，基本的想法是，如果你增加冗餘度，使用越來越多的量子比特來編碼數據，凈誤差就會下降。

代爾夫特理工大學的研究人員與 TNO 的同事一起，現在已經向這個目標邁出了重要一步，實現了由 7 個物理量子（超導量子）組成的邏輯量子。 來自 QuTech 的 Barbara Terhal 教授說：”我們表明，我們可以用編碼後的信息進行計算所需的所有操作。 這種高保真邏輯運算與可擴展的重複穩定方案的整合是量子糾錯的關鍵一步」。

第一作者和博士生 Jorge Marques 進一步解釋說：”到目前為止，研究人員已經進行了編碼和穩定化。 我們現在表明，我們也可以進行計算。 這就是容錯計算機最終必須做的事情：同時處理和保護數據不出錯。 我們進行三種類型的邏輯量子比特操作：在任何狀態下初始化邏輯量子比特，用門進行轉換，以及測量它。 我們表明，所有的操作都可以直接在編碼的資訊上完成。 對於每一種類型，我們觀察到容錯變體比非容錯變體有更高的性能。 容錯操作是減少物理量子比特錯誤積累成邏輯量子比特錯誤的關鍵”

DiCarlo 教授表示：「我們的宏偉目標是表明，當我們增加編碼冗餘時，淨錯誤率實際上會呈指數級下降。 我們目前的重點是17個物理量子比特，接下來將是49個。 我們的量子計算機架構的所有層次都是為了允許這種擴展」。