目前，"大规模容错量子纠错"仍是量子计算领域的一项公开挑战，它对硬件提出了极其苛刻的限制。一个有希望的开端是实施错误检测，而不是全面纠错。在这种方法中，系统会定期检查错误，如果检测到错误，就会放弃计算并重新启动。

Quantinuum公司的团队意识到了这一点，他们开发了一种被称为"冰山代码(Iceberg)"的编码，如果将其优化以利用Quantinuum离子阱量子计算机中业界领先的组件，就能为早期容错提供真正的潜力。Quantinuum的H系列硬件拥有移动量子比特、中间电路测量以及使用任意角度门对电路进行编程的能力，这使其成为了实现和开发新算法的成熟工具。

该团队的一项新研究成果已发表在《自然·物理学》杂志上，文章题目为"用量子错误检测代码保护复杂电路"，它详细介绍了一种非常高效的代码，利用该代码能够保护比以前通过量子纠错实现的更深、更复杂的电路，让具有非常高保真的量子比特和门在Quantinuum的量子电荷耦合器件(QCCD)架构中得到了非常有效的利用。

"冰山代码"的一个关键优势在于，能高效地从给定的物理量子比特集合中找出最大数量的逻辑量子比特，它能从k+2个物理量子比特中找出k个逻辑量子比特。每个逻辑门都由独特的双量子比特物理门来实现，这使其成为了一种非常快速、清晰且富有表现力的实现方式。此外，它只需要2个额外的辅助量子比特进行校正子测量，只需4个物理量子比特即可，所以其开销非常小。该团队使用Quantinuum的H1-2计算机最初的12量子比特配置(后来增加到20个)实现了8个逻辑量子比特。

利用这8个逻辑量子比特，该团队实现了比以前的量子纠错码具有更深、更复杂性的电路。该团队的工作首次在实验中证明，这种量子错误检测技术可以在实际的量子计算机上成功保护复杂的电路。相比之下，之前在硬件上演示的完全容错代码只保护了基本逻辑门或 "原始码(primitives)"(完整算法的基础构件)。

"冰山代码"对目前的从业人员来说是非常有用的一种方法，它可用于保护量子近似优化算法或变分量子本征求解器等近期算法，这些算法目前已应用于化学模拟、量子机器学习和金融优化等领域。事实上，Quantinuum团队使用该代码还保护了量子相位估计算法(这是许多其他量子算法的关键组成)，并使用逻辑编码的量子比特对现实世界中的氢分子进行了最先进的模拟，这是任何其他已开发的量子计算硬件都无法实现的壮举。

展望未来，研究小组计划尽可能地推动该代码的发展，以确定它是否足以保护能实现量子优势的量子电路。这需要实施一个"最小的 "量子优势实验，以对代码的各个方面进行仔细的工程设计和基准测试，并使用Quantinuum一流的高保真门。与此同时，他们还将努力了解"冰山代码"是否以及如何有助于最大限度地减少一些最有前途的完全容错码的资源开销。(编译:Tmac)