可擴展通用量子計算在實(shí)用化道路上邁出關(guān)鍵一步！

(資料圖)

在俞大鵬院士的帶領(lǐng)下，深圳國際量子研究院的助理研究員徐源課題組與合作者在基于超導量子線(xiàn)路系統的量子糾錯領(lǐng)域取得突破性重大實(shí)驗進(jìn)展：

延長(cháng)了量子信息的存儲時(shí)間，在國際上首次超越盈虧平衡點(diǎn)。

相關(guān)論文也于今天在線(xiàn)發(fā)表在Nature上。

近些年來(lái)，基于超導量子線(xiàn)路系統的量子信息處理領(lǐng)域研究發(fā)展勢頭迅猛，不過(guò)相較于經(jīng)典數字計算機，量子計算機體系仍有一大缺點(diǎn)：錯誤率太高。

因此，通用量子計算機要邁向實(shí)用化，量子糾錯是必須要走的一步。

而俞院士團隊這邊，直接一把實(shí)現了突破性進(jìn)展。

具體如何？一起來(lái)看看～

首次超越盈虧平衡點(diǎn)

在此之前，得先簡(jiǎn)單了解下量子糾錯這個(gè)概念。

它是利用大希爾伯特空間的冗余來(lái)保護邏輯量子比特免受噪聲的影響。

在俞院士團隊的研究之前，也有傳統的量子糾錯方案，不過(guò)它編碼一個(gè)邏輯量子比特需要多個(gè)冗余的物理比特。

這意味著(zhù)它不但需要巨大的硬件資源開(kāi)銷(xiāo)，而且還會(huì )出現“越糾越錯”的局面，并不能真正實(shí)現超越盈虧平衡點(diǎn)。

也就是說(shuō)，量子糾錯之后的效果還遠沒(méi)有達到不糾錯情況下的最好值，無(wú)法真正產(chǎn)生正的量子糾錯增益。

量子糾錯過(guò)程示意圖

那俞院士團隊是如何解決這個(gè)問(wèn)題，超越盈虧平衡點(diǎn)的呢？

團隊為了解決傳統方案“越糾越錯”的問(wèn)題，利用微波簡(jiǎn)諧振子或玻色模式系統中的無(wú)窮維希爾伯特空間，實(shí)現量子信息的冗余編碼與量子糾錯。

這是因為在超導量子線(xiàn)路系統中，基于玻色編碼的量子糾錯方案具有錯誤類(lèi)型簡(jiǎn)單、錯誤探測方便、相干性能好、硬件更高效、反饋控制易實(shí)現等優(yōu)點(diǎn)。

研究團隊通過(guò)開(kāi)發(fā)高相干性能的量子系統，設計和實(shí)現低錯誤率的錯誤癥狀探測方法，以及改進(jìn)和優(yōu)化量子糾錯技術(shù)等實(shí)驗手段，最終在玻色模式中實(shí)現了基于離散變量的二項式編碼的邏輯量子比特。

并且通過(guò)實(shí)時(shí)重復的量子糾錯過(guò)程，延長(cháng)了量子信息的存儲時(shí)間。

相關(guān)結果首次超過(guò)該系統中不糾錯情況下的最好值，也就是突破了盈虧平衡點(diǎn)。

量子糾錯操作的實(shí)驗表征結果

本文作者：SIQSE，來(lái)源：量子位，原文標題：《通用量子計算實(shí)用化又進(jìn)一步，俞大鵬團隊實(shí)現量子糾錯領(lǐng)域重大進(jìn)展，首次超越盈虧平衡點(diǎn)｜Nature》

風(fēng)險提示及免責條款 市場(chǎng)有風(fēng)險，投資需謹慎。本文不構成個(gè)人投資建議，也未考慮到個(gè)別用戶(hù)特殊的投資目標、財務(wù)狀況或需要。用戶(hù)應考慮本文中的任何意見(jiàn)、觀(guān)點(diǎn)或結論是否符合其特定狀況。據此投資，責任自負。

關(guān)鍵詞：