Investigadores han propuesto una nueva arquitectura de tres capas para la computación cuántica tolerante a fallos. Este marco de alto nivel, agnóstico al hardware, busca ser un estándar abstracto y universal, desacoplado de plataformas físicas de cúbits específicas y de códigos de corrección de errores cuánticos particulares. La propuesta se inspira en las filosofías de la arquitectura de los ordenadores clásicos y está guiada por los flujos de trabajo de ejecución de algoritmos cuánticos tolerantes a fallos.

El diseño presta especial atención a la Capa de Tolerancia a Fallos intermedia, que actúa como un puente arquitectónico entre los programas lógicos a nivel de aplicación y la ejecución a nivel de hardware. Esta capa se caracteriza por sus cinco componentes internos, las interfaces y los datos que se intercambian entre ellos, así como las rutas de ejecución, corrección y adaptación. Estas rutas permiten la síntesis lógica, la gestión de recursos tolerantes a fallos, la decodificación y el control de la tolerancia a fallos en tiempo de ejecución.

La tolerancia a fallos es un requisito indispensable para la construcción de ordenadores cuánticos universales a gran escala. A medida que aumenta el énfasis en los sistemas cuánticos tolerantes a fallos modulares, heterogéneos y de múltiples capas, esta arquitectura proporciona un modelo fundacional unificado para organizar tales diseños. Se ha presentado un ejemplo completo para ilustrar el funcionamiento de extremo a extremo de los algoritmos cuánticos tolerantes a fallos bajo este nuevo marco.