對于任何實際的，現(xiàn)實世界中的量子計算機(jī)而言，主要的技術(shù)挑戰(zhàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)的需求。

量子計算機(jī)可能仍遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)現(xiàn)實，但是所謂的“量子優(yōu)勢”(量子計算機(jī)的計算能力比傳統(tǒng)計算機(jī)快數(shù)百或數(shù)千倍)實際上是在所謂的“有噪聲的中間設(shè)備”上實現(xiàn)的。早期原理驗證實驗中的Scale Quantum(NISQ)設(shè)備。

不幸的是，NISQ設(shè)備仍然易于在運行過程中累積許多錯誤。為了在現(xiàn)實世界中應(yīng)用量子優(yōu)勢，需要設(shè)計一種具有高容錯性的可完全運行的大規(guī)模量子計算機(jī)。當(dāng)前，可以將NISQ設(shè)備設(shè)計成具有大約100量子比特，但是容錯計算機(jī)將至少需要數(shù)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(jìn)行編碼。量子計算電路的容錯實現(xiàn)不僅使量子計算機(jī)更大，而且使運行時間延長了幾個數(shù)量級。擴(kuò)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(jìn)步可能解決了這一資源缺口，但是日本國立信息學(xué)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(guī)模容錯的量子電路從軟件開發(fā)方面解決了該問題。量子計算機(jī)，潛在地減少了對硬件改進(jìn)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(fā)表文章說：“通過壓縮量子電路，我們可以減小量子計算機(jī)的尺寸及其運行時間，從而減少對錯誤保護(hù)的要求。”在物理復(fù)習(xí)X中。

大規(guī)模量子計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)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?fù)浯a。該代碼在分布式量子計算機(jī)方法中表現(xiàn)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?fù)浯a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(jìn)行壓縮，從而減小其占據(jù)的體積。到目前為止，挑戰(zhàn)在于這種“管道操縱”是以臨時方式執(zhí)行的，而且，如何做到這一點僅存在部分規(guī)則。