3项研究均表明硅基量子设备的精确度可以高于99%

2022年01月20日 14:21 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

三支国际团队均成功在量子计算方面取得了一个重要的里程碑。所有这三个小组都证明了硅基量子设备的精确度可以高于 99%,为实用的、可扩展的、无误差的量子计算机铺平了道路。

经典计算机用比特存储和处理信息,比特被表示为 1 或 0。然而,量子计算机使用的量子比特既可以是1,也可以是0,还可以同时是1和0,这要归功于量子叠加的怪癖。这应该允许量子计算机变得比经典计算机更强大的指数级。然而,量子状态对外界干扰很敏感,这可能导致错误,严重限制这些机器的实用性。

但现在,这三项新研究已经证明了错误率低于1%的量子计算机系统。更好的是,这些设备都是基于硅的,这应该使它们更容易使用现有的商业半导体基础设施来制造。

澳大利亚新南威尔士大学(UNSW)领导的团队在一个单量子比特系统中实现了 99.95% 的保真度,在两个工作量子比特中实现了 99.37% 的保真度。第二个小组,在荷兰代尔夫特理工大学,用一个量子比特实现了 99.87%,用两个量子比特实现了 99.65%。最后,日本理化学研究所的一个团队在一个量子比特系统中达到了 99.84% 的保真度,两个量子比特达到了 99.51%。

新南威尔士大学研究的主要作者 Andrea Morello 教授说:“当错误如此罕见时,检测它们并在它们发生时纠正它们就成为可能。这表明,有可能建立具有足够规模和足够功率的量子计算机,以处理有意义的计算。这项研究是让我们实现这一目标的旅程中的一个重要里程碑”。

该研究的首席实验作者马特乌斯·蒙齐克博士说:“如果你有两个与同一个电子相连的原子核,你可以让它们做一个量子操作。当你不对电子进行操作时,那些核子安全地储存了它们的量子信息。但现在你可以选择通过电子使它们相互交谈,实现通用的量子操作,可以适应任何计算问题”。研究人员说,随着这三个团队都超过了99%的准确率,下一步是设计实用的硅量子处理器,可以扩大规模用于商业量子计算机。

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