D-Wave verstrengelt dual-rail-qubits met behoud van foutenhiërarchie

D-Wave heeft twee dual-rail-qubits met elkaar verstrengeld zonder hun natuurlijke foutenhiërarchie te verstoren, zo meldde het bedrijf op 5 augustus 2026 in Nature. Deze mijlpaal bevordert gate-gebaseerd quantumcomputing met een qubitontwerp dat foutcorrectie zou kunnen vereenvoudigen.

Dual-rail-qubits slaan een enkel foton op in een superpositie van twee resonatoren. Hun meest voorkomende fout, fotonverlies, is detecteerbaar zonder extra qubits. Dit scheve foutenprofiel kan foutcorrectie mogelijk maken met minder fysieke qubits per logische qubit, waardoor de hardwarevereisten afnemen.

Trevor Lanting, vicepresident quantumtechnologie bij D-Wave, vertelde aan Ars Technica dat twee-qubit-gates vaak de foutenhiërarchie verstoren, maar de nieuwe gate handhaaft deze: fotonverlies blijft dominant, faseflips komen minder vaak voor en bitflips zijn uiterst zeldzaam. De operatie duurt 500 nanoseconden, waarvan 200 nanoseconden daadwerkelijke interactie.

Experimenten toonden aan dat fotonverlies ongeveer 0,5 procent per verstrengeling bedraagt, vijf keer vaker dan enige andere fout. Bitflips werden gemeten op slechts 10⁻⁶. Verliezen troffen vooral de bron-qubit, die gedeeltelijk in de afstembare coupler terechtkomt die de interactie bemiddelt.

D-Wave deed dual-rail-expertise op door de overname van Quantum Circuits, een startup waarvan de technologie ook door Amazon wordt gebruikt. Terwijl Amazon dual-rail-qubits via transmonen verbindt, verstrengelt D-Wave ze direct. Het bedrijf streeft ernaar om tegen 2028 181 dual-rail-qubits te assembleren voor oppervlaktecodetests.

Er blijven uitdagingen. Foutpercentages namen kwadratisch toe met meer gates, mogelijk door kalibratiedrift of frequentieschommelingen. Detectie van mid-circuit erasure is nog in ontwikkeling, hoewel Lanting zei dat het bedrijf een routekaart heeft. Ook is theoretisch werk nodig over foutdecodering voor dit scheve foutenmodel.