迄今錯誤率最低量子比特面世

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國科學(xué)家稱，在為不出錯量子計(jì)算機(jī)制備并測量量子比特方面，他們創(chuàng)造了新紀(jì)錄：錯誤率僅為0.03%，為迄今最低，有望推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)工作。

最新研究資深作者、加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)和天文學(xué)教授埃里克·哈德森表示，當(dāng)前功能最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)是“嘈雜中等規(guī)模量子”(NISQ)設(shè)備。這里“中等規(guī)模”指的是現(xiàn)在可以獲得的量子計(jì)算機(jī)的尺寸大小——可能大到足以執(zhí)行某些高度專業(yè)化的任務(wù)(如新藥和新材料的設(shè)計(jì)等)，超出了當(dāng)今超級計(jì)算機(jī)的能力范圍。“嘈雜”則強(qiáng)調(diào)我們對量子比特的控制還不是非常完美，這將導(dǎo)致小誤差隨時間不斷積累，如果計(jì)算時間太長，就得不到正確答案。

哈德森進(jìn)一步解釋說，NISQ設(shè)備對錯誤非常敏感，在制備和測量量子比特方面的錯誤尤其多：如果一臺NISQ設(shè)備擁有100個量子比特，1%的測量誤差就意味著這款設(shè)備提供錯誤答案的概率為63%。

為解決這一問題，哈德森及其同事最近開發(fā)出一種新量子比特，該量子比特位于一個由激光冷卻的放射性鋇離子中。這種離子擁有幾乎理想的特性，使他們的團(tuán)隊(duì)制備和測量量子比特的錯誤率僅為0.03%，低于迄今任何其他量子技術(shù)，可用于實(shí)現(xiàn)超低錯誤率量子器件。

哈德森說，量子比特領(lǐng)域的這一新研究應(yīng)該可以影響量子信息科學(xué)的幾乎每個領(lǐng)域。這種放射性離子可廣泛應(yīng)用于量子網(wǎng)絡(luò)、傳感、計(jì)時、模擬和計(jì)算領(lǐng)域；而且，新研究為大規(guī)模NISQ設(shè)備的研發(fā)鋪平了道路。