電路壓縮的新方法可以提前數年交付現實世界的量子計算機

對于任何實際的，現實世界中的量子計算機而言，主要的技術挑戰是需要大量的物理量子位來處理在計算過程中累積的誤差。這種量子誤差校正是資源密集的并且計算耗時。但是研究人員發現了一種有效的軟件方法，可以顯著壓縮量子電路，從而緩解了對硬件開發的需求。

量子計算機可能仍遠未達到商業現實，但是所謂的“量子優勢”(量子計算機的計算能力比傳統計算機快數百或數千倍)實際上是在所謂的“有噪聲的中間設備”上實現的。早期原理驗證實驗中的Scale Quantum(NISQ)設備。

不幸的是，NISQ設備仍然易于在運行過程中累積許多錯誤。為了在現實世界中應用量子優勢，需要設計一種具有高容錯性的可完全運行的大規模量子計算機。當前，可以將NISQ設備設計成具有大約100量子比特，但是容錯計算機將至少需要數百萬個物理量子比特才能以足夠低的錯誤率對邏輯信息進行編碼。量子計算電路的容錯實現不僅使量子計算機更大，而且使運行時間延長了幾個數量級。擴展的運行時本身反過來意味著計算更容易出錯。

盡管硬件方面的進步可能解決了這一資源缺口，但是日本國立信息學研究所(NII)和日本日本電報電話公司(NTT)的研究人員通過壓縮大規模容錯的量子電路從軟件開發方面解決了該問題。量子計算機，潛在地減少了對硬件改進的需求。

NII的研究人員，論文的作者之一邁克爾·漢克斯(Michael Hanks)于11月11日發表文章說：“通過壓縮量子電路，我們可以減小量子計算機的尺寸及其運行時間，從而減少對錯誤保護的要求。”在物理復習X中。

大規模量子計算機體系結構依賴于糾錯碼才能正常運行，其中最常用的是表面碼及其變體。

研究人員專注于這些變體之一的電路壓縮：3-D拓撲代碼。該代碼在分布式量子計算機方法中表現特別出色，并且對不同種類的硬件具有廣泛的適用性。在3-D拓撲代碼中，量子電路看起來像是交錯的管子或管道，通常被稱為“編織電路”。編織電路的3D圖可以進行壓縮，從而減小其占據的體積。到目前為止，挑戰在于這種“管道操縱”是以臨時方式執行的，而且，如何做到這一點僅存在部分規則。