悉尼大学 阿恩·格里姆斯莫博士是悉尼大学纳米研究所和悉尼大学物理学院的ARC DECRA研究员
学分:斯蒂芬妮·津斯海姆/悉尼大学 澳大利亚科学家开发了一种新方法来减少困扰实验量子计算机的误差；这一步骤可以消除阻碍他们扩展到全工作机器的关键障碍
通过利用由玻色子组成的特定量子系统的无限几何空间，研究人员
悉尼大学的阿恩·格里姆斯莫开发出了量子纠错码，这种纠错码可以减少物理量子开关或量子比特的数量，这是将这些机器放大到有用的尺寸所必需的
“这些代码的美妙之处在于它们是‘平台不可知’的，并且可以被开发用于广泛的量子硬件系统，”Dr
格里姆斯莫说
“许多不同类型的玻色子纠错码已经被实验证明，例如‘猫码’和‘二项式码’。”他说
“我们在论文中所做的是将这些代码和其他代码统一到一个公共框架中
" 这项研究发表在本周的《物理评论十》上，是与Dr
昆士兰大学的乔舒亚·库姆斯和博士
墨尔本皇家理工大学的本·巴拉焦拉
这一合作跨越了澳大利亚两个领先的量子研究中心，即工程量子机器卓越中心和量子计算与通信技术卓越中心
健壮的量子位 “我们希望无限希尔伯特空间中的‘间隔开’所提供的健壮性能给你一个非常健壮的量子位，因为它能容忍像光子损失这样的常见错误，”博士说
来自悉尼大学纳米研究所和物理学院的格里姆斯莫
世界各地的大学和科技公司的科学家们正在努力构建一台通用的容错量子计算机
这些设备的巨大潜力在于，它们可以用于解决传统超级计算机无法解决的问题，涉及材料科学、药物发现、安全和密码学等诸多领域
随着谷歌去年宣布它拥有一台实现了“量子优势”的机器——执行一项可能无用但超出经典计算机范围的任务——对量子计算和工程领域的兴趣继续上升
但是，要建造一台可以做任何有用事情的量子机器，将需要数千甚至数百万量子比特在不被错误淹没的情况下运行
量子位本质上是容易出错的
“量子性”允许它们执行完全不同类型的计算操作，这意味着它们非常脆弱，容易受到电磁和其他干扰
识别、消除和减少量子计算中的误差是从事这一领域工作的物理学家面临的中心任务之一
阿恩·格里姆斯莫博士是悉尼大学纳米研究所和悉尼大学物理学院的ARC DECRA研究员
学分:斯蒂芬妮·津斯海姆/悉尼大学 脆弱的叠加 量子计算机通过利用量子叠加对信息进行编码来执行任务，量子叠加是自然界的一个基本方面，在测量之前，物理系统的最终结果是无法解决的
在此之前，信息以多种可能结果的状态存在
医生
格里姆斯莫说:“实现量子计算机最基本的挑战之一是量子叠加的脆弱本质
幸运的是，使用量子纠错可以克服这个问题
" 这是通过对信息进行冗余编码来实现的，这样可以在量子计算过程中纠正错误
实现这一点的标准方法是使用大量可区分的粒子作为信息载体
常见的例子是电子阵列、俘获离子或量子电路
然而，这创造了一个巨大的“物理量子位”网络，以便操作一个单一的逻辑量子位来完成你所需要的处理工作
这种需要创建一个物理量子位的大网络来支持单个运行量子位的工作，对于构建大规模量子机器来说是一个不小的障碍
无法区分的玻色子 医生
格里姆斯莫说:“在这项工作中，我们考虑了一种基于对玻色子集合中的量子信息进行编码的替代方法
“最常见的玻色子是光子，它是一包电磁能和无质量的‘光粒子’
通过将玻色子捕获在特定的微波或光腔中，它们变得彼此无法区分，不像捕获的离子阵列，它们可以通过位置来识别
“这种方法的优点是，大量玻色子可以被捕获在单个量子系统中，例如捕获在高质量光学或微波腔中的光子，”Dr
格里姆斯莫说
“这将大大减少制造量子计算机所需的物理系统的数量
" 研究人员希望他们的基础工作将有助于构建量子计算容错的路线图
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