“猫量子比特”实现容错量子计算新突破
创始人
2025-03-05 05:00:25
0

美国亚马逊云科技量子计算中心团队在25日《自然》杂志的一篇论文中,演示了容错量子计算的新突破:一种对硬件需求更低的量子纠错系统。这一系统使用了“猫量子比特”(cat qubits),其创新设计能抵抗可能会干扰量子系统输出的特定类型的噪音和错误,同时实现量子比特需要的元器件总数比其他设计更少。

量子计算机很容易出错,这限制了它们在特定任务上超越经典计算机的潜力。量子纠错方法是将信息分散到多个量子比特,帮助减少出错,从而在不干扰计算的情况下发现并纠正错误。不过,大部分量子纠错方法通常依赖大量额外的量子比特来提供足够的防出错保护,这可能会在整体上降低效率。

团队此次利用名为“玻色子猫量子比特”进行量子纠错,探索了一种更高效的方式。“猫量子比特”来源于薛定谔的猫思想实验,指的是量子系统可以同时处于两个宏观上截然不同的状态的叠加态。量子信息处理中,其通常指由光子组成的量子态,这些光子的状态可以是同时包含相位相反的相干态的叠加。

这些“猫量子比特”在硬件水平上对一类错误(称为比特翻转)有更高的固有抵抗力,其代价为更容易出现另一种错误(名为相位翻转)。这种错误偏差能让团队设计出只关注处理相位翻转错误的量子纠错代码,得到一个对额外量子比特需求更低、整体上更高效的设计。

团队用一组“猫量子比特”演示了一个超导量子环路装置,证明了有5个“猫量子比特”的纠错代码在每个周期的错误率从1.75%抑制到1.65%。此前,用更大纠错代码实现错误抑制需要几十个额外量子比特。

结果表明,利用“玻色子猫量子比特”或是实现容错量子计算的一个有效方式。团队指出,这种方法具有高效扩展的潜力,但仍需进一步优化将性能提升到有望推动实际量子计算应用的层面。

【总编辑圈点】

量子计算怎么才能不出错又不耗更多资源?传统量子纠错方法,要依赖大量额外量子比特来“帮忙”,这就极大地增加了系统复杂性和资源消耗。而现在“猫量子比特”的引入,有效缓解了这个问题。它要的不多,错误率却能被有效抑制,无疑是一项重大的进步。这一技术其实还处于初步阶段,但它展示了高效扩展的潜力。随着技术的进一步优化,基于“猫”的量子纠错方案,很可能会成为推动量子计算实际应用的关键。

来源:科技日报

相关内容

热门资讯

@所有人 文昌之约:“嫦娥”奔... 今天(5月23日)上午,神舟二十三号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开。 发言人介绍,为充...
王龙:AI时代金融教育要处理好... 近日,复旦大学经济学院举行“南土国际金融政策圆桌会第12期”暨“迎接AI时代系列”第1期。本次会议以...
触拓科技CT185H1会议预约... 一块屏,改变会议室门口的混乱局面。 会议室资源争抢、临时预约冲突、门口贴纸手写排期……这些困扰企业办...
布米普特拉北京投资基金管理有限... 美国科技巨头Meta正在经历一场剧烈的人事重构,但企业CEO扎克伯格试图给员工吃下一颗定心丸。当地时...
全国首次!智元机器人在张江试点... 5月20日,全国首次人机协同城市管理执法试点,在上海市浦东新区张江人工智能创新小镇(简称“张江AI小...
加速推动科幻产业“一中心四高地... 2023年,第81届世界科幻大会在成都成功举办;2024年,成都发布全国首个城市科幻发展规划;202...
互联网医院系统搭建与传统医院信... 很多人第一次接触互联网医院时,都会觉得它只是把传统医院搬到了线上。但实际上,互联网医院系统搭建和传统...
万物云宋澜涛:真正的智慧,始于... 5月22日,2026万物云灵石科技生态大会在广州召开,会上正式发布灵石能力开放平台及终端灵石“云芯”...
人类史上最大火箭!星舰V3发射... SpaceX星舰V3终于成功发射了。 北京时间5月23日早晨,SpaceX成功完成了星舰计划的第12...
2026重庆科技活动周正式启幕 央广网重庆5月23日消息(记者陈静)5月23日,以“奋进‘十五五’科技谱新篇”为主题的2026年重庆...