Investigadores han desarrollado un método para realizar computación lógica tolerante a fallos en códigos cuánticos de baja densidad de paridad (qLDPC) de alta tasa. Estos códigos son prometedores para la computación cuántica porque permiten codificar muchos cúbits lógicos con una sobrecarga relativamente baja de cúbits físicos. Sin embargo, la implementación de operaciones lógicas eficientes y certificables en estas codificaciones densas ha sido un desafío significativo hasta ahora. La clave del avance reside en el codiseño del código y su conjunto de instrucciones lógicas, explotando la estructura inherente de una familia de códigos de producto elevado (LP) canónicos con simetría cíclica.

El equipo ha identificado una "base lógica canónica" en estos códigos, donde los operadores lógicos conjugados se organizan en órbitas cíclicas, una característica análoga a la que hace que los códigos de producto de hipergrafos sean manejables. Esta base canónica permite un conjunto completo de instrucciones lógicas. Esto incluye puertas Clifford de profundidad constante, cirugías de código modular construidas a partir de un número constante de dispositivos reutilizables, mediciones de productos de Pauli lógicos altamente paralelos e inyección paralela de estados mágicos. Por ejemplo, un código LP de tipo [[1122,148,≤20]] requiere solo dos dispositivos de cirugía, mientras que para un código [[4350,1224,≤20]] se necesitan cuatro.

Estas capacidades se logran utilizando un extractor canónico compacto, que es más pequeño que la mitad del bloque de código de datos para mediciones lógicas de alto peso arbitrarias. Este enfoque supera las limitaciones de las técnicas genéricas, que suelen ser difíciles de modularizar y certificar en códigos complejos de alta tasa. Los resultados obtenidos representan un paso importante hacia la computación cuántica tolerante a fallos en arquitecturas cuánticas de ultra alta tasa, abriendo nuevas vías para el desarrollo de ordenadores cuánticos más robustos y escalables.