作者:Forschungszentrum Juelich QEC代码的建议硬件实现
该电路由两个约瑟夫森结通过一个回转器耦合而成,用红色突出显示
信用:M
Rymarz等人
,物理版本十(2021),10
1103/PhysRevX
11
011032(抄送4
0) 由于量子比特(简称量子比特)的脆弱性,建造一台通用量子计算机是一项具有挑战性的任务
为了解决这个问题,已经开发了各种类型的纠错
常规方法通过主动校正技术来实现这一点
相比之下,由教授领导的研究人员
亚琛大学的大卫·迪维森佐(David DiVincenzo)与巴塞尔大学和QuTech Delft的合作伙伴一起,提出了一种具有无源纠错功能的电路设计
这样的电路本来就有故障保护,并且可以显著加速拥有大量量子比特的量子计算机的构建
为了以可靠的方式编码量子信息,通常将几个不完美的量子位组合起来形成一个所谓的逻辑量子位
因此,量子纠错码,简称QEC码,使得检测错误并随后纠正错误成为可能,从而使量子信息可以保存更长的时间
原则上,这些技术的工作方式类似于耳机中的主动噪声消除:第一步,检测到任何故障
然后,执行纠正操作以消除错误并将信息恢复到其原始的纯形式
然而,这种主动纠错在量子计算机中的应用非常复杂,并且伴随着硬件的广泛使用
典型地,每个量子位都需要复杂的纠错电子器件,这使得很难像构建通用量子计算机那样构建包含多个量子位的电路
另一方面,超导电路的设计有一种内置的误差校正
该电路被设计成这样,即它已经固有地被保护免受环境噪声的影响,同时仍然是可控的
因此,这一概念绕过了以高硬件效率的方式进行主动稳定的需要,并因此成为未来具有大量量子比特的大规模量子处理器的有前途的候选
“通过在两个超导器件(所谓的约瑟夫森结)之间实现回转器——一个双端口器件,将一个端口上的电流耦合到另一个端口上的电压——我们可以放弃主动错误检测和稳定的要求:当冷却下来时,量子位天生就能抵御常见类型的噪声,”博士马丁·赖尔兹说
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大卫·迪维森佐小组的学生,该论文的第一作者,发表在《物理评论十》上
“我希望我们的工作将激发实验室的努力;亚琛工业大学JARA量子信息研究所的创始主任、弗松赞特勒姆·尤里克理论纳米电子学研究所(PGI-2)的主任大卫·迪维森佐说:“我认识到,这和我们的许多提议一样,可能有点超前。”
“尽管如此,鉴于现有的专业知识,我们认识到在可预见的将来在实验室测试我们的提案的可能性”
大卫·迪维森佐被认为是量子计算机发展的先驱
除此之外,他的名字与量子计算机必须满足的标准联系在一起,即所谓的“神圣标准”
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