日本展示三量子位糾錯技術(shù) 量子計算有望向“大規?！边~進(jìn)

  ICC訊  不久前，日本理化學(xué)研究所RIKEN展示了三量子位(3-Qubit)糾錯技術(shù)，這一技術(shù)對量子計算頗為重要，它意味著(zhù)量子計算機可以向“大規?！边~進(jìn)了。研究成果發(fā)表在《自然》雜志上，它也許能幫助量子計算機走向現實(shí)。

  目前量子計算機是前沿研究，它有望解決傳統計算機無(wú)法解決的重要問(wèn)題。傳統計算機使用1或者0二進(jìn)制，量子計算利用的卻是量子物理的疊加態(tài)。雖然量子計算機相比傳統計算機有很多優(yōu)勢，但它對環(huán)境噪音及去相干等非常敏感，因為它從本質(zhì)上就有著(zhù)不同的設計，要實(shí)現精準計算必須糾錯。

  眼下，選擇可以作為最佳“量子位”的系統(或者說(shuō)是進(jìn)行量子計算所需的基本單元)是研究人員要面對的挑戰。每個(gè)系統都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。今天最流行的系統包含了超導電路和離子，它們的優(yōu)勢在于擁有一定的糾錯能力，可以在真實(shí)世界的應用中得到推廣，只是規模有限。

  最近硅量子技術(shù)開(kāi)始有了一定的進(jìn)步，因為它用到了半導體納米架構，這種方法可以與傳統芯片架構相媲美，傳統芯片集成了數以十億計的晶體管，量子計算擁抱半導體技術(shù)可以利用現有制造技術(shù)獲得前進(jìn)動(dòng)力。

  硅基技術(shù)也有一個(gè)大缺點(diǎn)，它缺少糾錯技術(shù)。研究人員之前展示過(guò)控制兩個(gè)量子位的技術(shù)，但這一成績(jì)對于糾錯來(lái)說(shuō)還不夠，糾錯至少需要達到三量子位。

  日本研究人員展示了三量子位系統完全控制技術(shù)，他們是利用執行一個(gè)三量子位Toffoli型量子門(mén)獲得這一突破的。

  研究人員Kenta Takeda在論文中說(shuō)，在量子點(diǎn)中實(shí)現量子糾錯碼這一概念大約10年前就提出了，這不是全新的概念，只是我們的研究人員利用材料、設備、測量技術(shù)方面的進(jìn)步獲得突破。接下來(lái)要做的就是擴大系統，最好是與那些擁有制造大型硅量子設備能力的半導體產(chǎn)業(yè)集團合作。

  說(shuō)到量子糾錯，我國科學(xué)家也是走在世界前列的。比如，今年3月份的報道稱(chēng)，中國與英國科學(xué)家用超導量子比特，對五量子比特糾錯碼進(jìn)行了實(shí)驗探索，在超導量子系統上驗證了用超導量子比特實(shí)現量子糾錯碼的可行性。