麻省理工科技评论 23-03-24 15:41
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#量子计算# 【量子计算领域迎突破性进展:中国科学家实现量子纠错优势,向实用化可扩展通用量子计算迈出关键一步】

“在俞大鹏院士带领下,我们在国际上首次利用离散变量编码的逻辑量子比特,延长量子信息的存储时间突破了盈亏平衡点。这项里程碑式的成果标志着我们从含噪声的量子时代步入了纠错量子时代。”南方科技大学量子科学与工程研究院助理研究员徐源说。

什么是#量子纠错# 呢?与经典计算机一样,#量子计算机# 也会出错。一旦量子计算机在运行过程中出现错误,就必须及时地检测到导致错误的具体原因,并及时修复它。

经典数字电子计算机的错误率非常低,可通过将信息复制多份重复测量的方式来检测,并修复错误。而量子计算机不仅具有远高于数字电子计算机的错误率、极易发生错误,并且由于量子不可克隆原理的限制,其无法通过简单备份的方式检查和修正错误。

这导致量子计算机的纠错过程异常困难。然而,无法纠错的量子计算机运行结果是不可信的,也无法真正解决任何有实际应用价值的问题。因此,量子纠错是真正实现通用量子计算的“必经之路”。

但是,在之前基于离散变量编码的逻辑量子比特的量子纠错演示实验中,从未实现延长量子信息的存储寿命超过盈亏平衡点。

最近,#南方科技大学# 深圳量子科学与工程研究院超导量子计算实验室徐源课题组联合#福州大学# 、#清华大学# 等团队,通过实时重复的量子纠错技术,延长了逻辑量子比特的相干寿命达到 805 微秒,超过了该系统中不纠错情况下最好的物理比特的相干寿命(694 微秒),即超过盈亏平衡点 16%,首次实现了量子纠错的优越性。

两位审稿人都对该研究给予高度评价,其中一位审稿人认为,实现突破盈亏平衡点的研究是容错量子计算的一个重大里程碑;另一位审稿人则评价称:“该结果实现了重要的突破,并且整体的实验能力接近国际先进水平。”

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