我国科学家实现量子纠错新突破，在国际上首次超过盈亏平衡点

发布时间：2023-03-24 13:06:16 所属栏目：动态来源：

导读：近日，在俞大鹏院士的带领下，量子研究院超导实验室的助理研究员徐源课题组联合福州大学郑仕标教授、清华大学孙麓岩教授等团队攻坚克难，在基于超导量子线路系统的量子纠错领域取得突破性重大实验进展。联合研究团队

近日，在俞大鹏院士的带领下，量子研究院超导实验室的助理研究员徐源课题组联合福州大学郑仕标教授、清华大学孙麓岩教授等团队攻坚克难，在基于超导量子线路系统的量子纠错领域取得突破性重大实验进展。联合研究团队利用实时重复的量子差错处理技术,使量子信息在存贮时保持较高的稳定性,打破了盈亏平衡,展现出量子差错的优势。

传统的量子纠错方案编码一个逻辑量子比特需要多个冗余的物理比特，不但需要巨大的硬件资源开销，并且发生错误的通道数也会随着比特数的增加而显著增多，可能会呈现“越纠越错”的尴尬局面。虽然这种量子纠错方案已经有多个演示性的实验研究工作，但仍然无法解决量子纠错过程中“越纠越错”的问题，未真正超越盈亏平衡点，也就是说，量子纠错之后的效果还远没有达到该系统中不纠错情况下的最好值，量子纠错增益不会产生正值。这也是阻碍当前量子纠错处理器技术无法快速实用化、进一步扩展集成电路发展的核心技术瓶颈。

为克服上述难题，联合研究团队利用微波简谐振子或玻色模式系统中的无穷维希尔伯特空间，实现量子信息的冗余编码与量子纠错。在超导量子线路系统中，基于玻色编码的量子纠错方案具有错误类型简单、错误探测方便、相干性能好、硬件更高效、反馈控制易实现等优点。在该研究工作中，研究团队通过开发高相干性能的量子系统，设计和实现低错误率的错误症状探测方法，以及改进和优化量子纠错技术等实验手段，最终在玻色模式中实现了基于离散变量的二项式编码的逻辑量子比特，并通过实时重复的量子纠错过程，延长了量子信息的存储时间，相关结果首次超过该系统中不纠错情况下的最好值，也就是突破了盈亏平衡点。这也是国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点，具有里程碑式的重要意义。

（编辑：汽车网）

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