率先谷歌！潘建伟团队已毕量子纠错要紧冲破，为百万比特量子商酌机奠定基础
“祖冲之三号”。图源：中国科学工夫大学
量子纠错是已毕大领域量子商酌的要津基础，在这个领域，我国科学家近日获取要紧冲破。记者从中国科学工夫大学获悉，该校西宾潘建伟、朱晓波、彭承志和副西宾陈福升等，在不久前的实验中，基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”，在码距为7的名义码上已毕了“低于阈值，越纠越对”的量子纠错里程碑。
值得一提的是，这一后果的获取，是基于该团队始创的一种“全微波扫尾”的全新旅途，其纠错遵循和可推广性齐优于好意思国谷歌公司之前的决议。12月22日，该后果以封面论文和“剪辑推选”的表情，被海外泰斗学术期刊《物理挑剔快报》发表，好意思国物理学会《物理》栏目对此进行专题报谈。
对量子商酌机而言，量子比特极易受环境搅扰而产生诞妄。因此，通用量子商酌必须借助量子纠错来遏抑这类诞妄，以满足大领域集成的条件。现在，量子纠错最老练决议之一是“名义码”，它将多个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特以起义搅扰。固然从旨趣上说，跟着物理比特数量（即码距）的增多，逻辑比特的诞妄率能束缚镌汰，可在执行中，该决议却濒临悖论——为纠错而引入的颠倒量子比特和量子门操作，本人也会带来更多噪声源和诞妄通谈；一朝物理量子比特的原始诞妄率过高，纠错的费力就会显得“塞翁失马”，统一在新增的诞妄中，导致“越纠越错”。
现在，各人量子纠错齐把商榷焦点放在怎样镌汰物理比特的诞妄水平，非常是要遏抑其中一种“流露诞妄”（即量子比特脱离预定商酌能级，插足无法通过名义码平直鼎新的无效景况），最终使举座操控精度冲破所谓“纠错阈值”。唯一跳跃这一严苛的阈值，量子纠错才气产生正向净收益，作念到“越纠越对”。
中国科大超导量子商酌商榷团队在海外上较早布局量子纠错商榷，2022年他们率先已毕了码距为3的名义码逻辑量子比特，初度考证了名义码决议的可行性。此次，他们基于107比特的“祖冲之3.2号”量子处理器，已毕了码距为7的名义码逻辑比特。实验数据裸露，其逻辑诞妄率随码距增多而显耀着落，诞妄遏抑因子达1.4，证实系统已责任在纠错阈值之下，生效达到“越纠越对”的狡计，而这被公觉得量子商酌系统从实验室原型到实用化的要津分水岭。
更具里程碑真谛的是，中国科大决议还展现出了特有的竞争上风。事实上，谷歌公司曾于本年2月运用其“垂柳”处理器，在码距为7的名义码上已毕了低于阈值的逻辑比特。关联词，该工夫道路基于直流脉冲量子态流露遏抑智商，不仅对量子处理器的芯片架构施加了较多拘谨，况兼推广性很差，跟着量子比特数的推广，该工夫道路需要在极低温环境下进行复杂布线，硬件资源支出极大。
中国科大团队则自出机轴，依托于“祖冲之3.2号”处理器本人所具备的高精度单双比特门操作、长关系时候等优异性能，建议并生效执行了全新的“全微波量子态流露遏抑架构”，具有自然的频分复用特质，在硬件遵循和推广性上较谷歌道路具有显耀上风，从而为昔时构建百万比特级量子商酌机提供了一种更具上风的处置决议。
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