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物理学家进行“量子手术”来修复计算时的错误
通过将表面编码与晶格手术相结合，研究人员展示了如何操纵和纠缠逻辑量子位，同时保持免受错误影响。量子计算机通常被描述为更快、更强大的未来的一瞥。问题是当今的设备比普通计算机更脆弱。他们最头痛的问题 [...]
来源:SciTech日报通过将表面编码与晶格手术相结合，研究人员展示了如何操纵和纠缠逻辑量子位，同时保持免受错误影响。
量子计算机通常被描述为更快、更强大的未来的一瞥。问题是当今的设备比普通计算机更脆弱。它们最头痛的是退相干，即最初使它们发挥作用的微妙量子行为的逐渐丧失。当退相干出现时，它可能会引发两种常见的错误：位翻转和相位翻转。
稍微翻转一下是更直观的问题。本应代表“0”的量子位可能会意外地表现得像“1”。相位翻转很奇怪，但同样具有破坏性。即使一个量子位保持叠加状态，其组成部分之间的关系也可能突然发生变化，将正相变为负相，从而扰乱计算。
一种有希望的解决方法是避免依赖任何单个物理量子位。相反，研究人员将一个逻辑量子位分布在许多物理量子位上，并重复运行纠错例程。我们的想法是让信息保持稳定足够长的时间，以发挥重要作用。但存储只是一个开始。量子计算机必须对受保护的信息执行操作，尤其是量子门，这是构建量子算法的基本步骤。
容错量子操作
这就是新演示的用武之地。由 D-PHYS 教授 Andreas Wallraff 领导的小组与 Paul Scherrer 研究所 (PSI) 以及亚琛工业大学和于利希研究中心的 Markus Müller 教授的理论团队合作，展示了一种在超导逻辑量子位之间执行量子运算的方法，同时纠正运算本身产生的错误。研究结果发表在《自然物理学》杂志上。
使用表面代码进行纠错
分割正方形
“格子手术是解决这种限制的一种方法，”Kerschbaum 说。
DOI: 10.1038/s41567-025-03090-6