Google, kuantum bilgisayarların en büyük engellerinden biri olarak kabul edilen kübit hatalarını azaltmak amacıyla "magic state cultivation" (sihirli durum yetiştirme) adlı yeni bir yöntem geliştirdi ve bu yöntemi Willow kuantum işlemcisi üzerinde test etti.
Yöntem, hatalı olabilecek bir kuantum durumunu küçük bir alanda hazırlayıp bir dizi hassas ölçümle kontrol etmeye dayanıyor. Kontrolleri geçemeyen denemeler elenirken, başarılı olanlar daha büyük bir yapıya genişletiliyor. Bu sayede, çok sayıda kusurlu durumu işlemek yerine, başlangıçtan itibaren daha küçük bir sistemde yüksek doğruluklu bir durum elde ediliyor.
Willow işlemcisinde yapılan deneylerde, magic state cultivation kullanılarak hazırlanan mantıksal T durumlarının hata oranı, yöntemin kullanılmadığı durumla kıyaslandığında yaklaşık 40 kat azaldı ve doğruluk %99,99 seviyesine ulaştı. Deneylerde ayrıca, farklı hata düzeltme kodları arasında "grafting" adı verilen bir teknikle geçiş yapılabildi; mesafesi 3 olan bir renk kodundan (color code) mesafesi 5 olan bir yüzey koduna (surface code) aktarım gerçekleştirildi.
Araştırma ekibi, ölçüm sonuçlarındaki beklenmedik sapmaların laboratuvardaki elektrikli ekipmanlardan kaynaklanan gürültü ve sıcaklık değişimlerinden kaynaklandığını tespit etti. Bu sorunu aşmak için kontrol sistemlerinde iyileştirmeler yapıldı ve "kickback tomography" adlı yeni bir ölçüm tekniği geliştirildi. Bu teknik, önceki ölçümlerdeki gürültünün etkisini azaltarak kuantum durumlarının güvenilirliğini daha doğru bir şekilde değerlendirmeyi sağladı.
Google'ın kuantum araştırmacıları Craig Gidney, Noah Shutty, Cody Jones ve Emma Rosenfeld, 2024 yılında ortaya atılan teorik bir yaklaşımı geliştirerek bu yöntemi tasarladılar. Elde edilen sonuçlar, magic state cultivation'ın yalnızca teorik bir fikir olmadığını, gerçek kuantum donanımında uygulanabildiğini gösteriyor. Ancak yöntemin pratik uygulamalarda daha büyük ölçeklerde kullanılabilmesi için ek çalışmaların gerektiği belirtiliyor.
