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研究人员找到了一种新的方法远藤奈奈美来纠正自主量子错误

物理学 2021-10-31 23:58:53

由陆军研究实验室 学分:陆军研究实验室 由陆军和空军联合资助的研究人员朝着构建容错量子计算机迈出了一步,该计算机可以提供增强的数据处理能力

量子计算有潜力为陆军在所谓的多领域作战中计划如何作战和取胜提供新的计算能力

它还可能推进材料发现、人工智能、生化工程等许多未来军事所需的学科;然而,因为量子计算机的基本构件——量子比特本身是脆弱的,量子计算的一个长期障碍是有效地实现量子纠错

马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的研究人员发现了一种保护量子信息免受超导系统中常见误差源影响的方法,超导系统是实现大规模量子计算机的领先平台之一

这项发表在《自然》杂志上的研究实现了一种自发纠正量子错误的新方法

ARO是美国的一部分

S

陆军作战能力发展司令部,即陆军研究实验室

空军研究实验室支持空军和太空部队的基础研究,作为空军研究实验室的一部分

“这是一个非常令人兴奋的成就,不仅因为团队能够展示基本的错误纠正概念,还因为结果表明这种整体方法可能适用于具有高资源效率的实现,”Dr

萨拉·甘布尔,ARO量子信息科学项目经理

“随着量子计算系统的规模增长到我们在陆军相关应用中所需的规模,效率变得越来越重要

" 今天的计算机是由代表经典位(1或0)的晶体管构成的

量子计算是一种使用量子位或量子位的新计算范式,其中量子叠加和纠缠可以用于处理能力的指数增益

量子纠错的现有演示是活跃的,这意味着它们需要定期检查错误并立即修复它们

这需要硬件资源,因此阻碍了量子计算机的扩展

相比之下,研究人员的实验通过调整量子位经历的摩擦或耗散来实现被动量子误差校正

因为摩擦通常被认为是量子相干的克星,这个结果可能会令人惊讶

诀窍在于耗散必须以量子方式专门设计

这种一般策略在理论上已经知道了大约二十年,但是获得这种耗散并将其用于量子误差校正的实际方法一直是一个挑战

“展示这种非传统的方法有望激发更多的聪明想法,以克服量子科学中一些最具挑战性的问题,”博士说

格雷斯·梅特卡夫,美国科学研究院量子信息科学项目官员

展望未来,研究人员说,这意味着可能有更多的途径来保护量子位免受错误的影响,而且成本更低

“虽然我们的实验仍然是一个相当初级的演示,但我们最终实现了耗散QEC的这个违反直觉的理论可能性,”博士说

马萨诸塞州大学阿姆赫斯特物理学家王晨

“这个实验提高了在中长期内构建一个有用的容错量子计算机的前景

"

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