研究证明量子纠错最基本形式

迄今为止，世界上还没有真正意义上的量子计算机，但是各国许多实验室正以极大的热情追寻这个梦想。如何实现量子计算？方案虽不少，但问题是要实现对微观量子态的操纵确实太难。据美国物理学家组织网近日报道，美国耶鲁大学的物理学家证明了量子纠错的最基本形式，这在量子计算发展中迈出了具有重要意义的一步。在此前沿领域，有望比当今最先进计算机的信息处理速度成倍提高。该成果发表于《自然》杂志在线版上。

 

这项研究是关于弥补量子计算内在易感性出错的方法，相关技术可以纠正那些在高速运算中出现的错误，使量子计算机完全成为现实的一个必要步骤。论文的第一作者马修·里德博士说：“如果不纠错，就不能使量子计算机运算速度呈指数级增加，否则一个不可避免的小错误都将导致计算失败。”

 

量子计算机以量子位（qubits）作为信息的基本单位。然而，与使用0或者1数位的基于芯片的计算机不同，量子信息位能够同时以多种形态存在。换句话说，其是一个还没有确定是0还是1的一个信息位。研究人员使用超导器件从“人造”原子产生量子位，任何量子位必须能够采取两种状态中的一种，如“0”或“1”，亦或两种状态同时存在。在理论上，这意味着量子系统能够同时处理计算，实际上就是真正的并行系统。而量子计算机在工作时，必须正确认识和解释这些量子位的状态。但是，量子位容易意外地发生变化，出现错误即混淆解释。

 

这个研究小组起初在一个类似于计算机芯片的电子设备的固体量子系统中证明了量子纠错，研发出一种识别量子位的原始状态，必要时检测其变化和逆转的情况。领导该研究的罗伯特说：“这个研究结果将最近的实验突破及其他人的研究成果结合后，使得量子位更加连贯，由此表明，该超导器件系统最终可能成为一个建造量子计算机的平台。”（来源：科技日报 华凌）

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