最新研究发现了一种有效排除量子电脑故障的方式

发布时间：2023-10-17 13:58:03 所属栏目：动态来源：

导读：虽然在量子器件中，错误通常很难被发现，但研究人员已经证明，在仔细控制下，一些错误可能会导致原子发光。研究人员利用这种能力，使用原子阵列和激光束来执行量子模拟，如图所示。实验表明，他们可以丢弃发光的错误

虽然在量子器件中，错误通常很难被发现，但研究人员已经证明，在仔细控制下，一些错误可能会导致原子发光。研究人员利用这种能力，使用原子阵列和激光束来执行量子模拟，如图所示。实验表明，他们可以丢弃发光的错误原子，使量子模拟更有效地运行。资料来源:加州理工学院/Lance Hayashida

未来的量子计算机有望解决各种各样的问题。例如，它们可以产生更可持续的材料和新药，甚至可以解决基础物理学中最难的问题。但与我们目前已经在使用的经典计算机实际上相比，非常基本的通用的量子计算机更容易出错。如果研究人员可以拿出一种特殊的量子橡皮擦来消除错误，那不是很好吗?

这项新研究的联合主要作者、加州理工学院物理学教授曼努埃尔·恩德雷斯实验室的研究生亚当·肖说:“在量子计算机中，通常很难检测到错误，因为寻找错误的行为会导致更多错误发生。”“但我们表明，通过一些仔细的控制，我们可以精确地定位和删除某些错误，而不会产生后果，这就是‘删除’这个名字的由来。”

量子计算机基于控制亚原子领域的物理定律，比如纠缠，一种粒子保持连接并相互模仿而不直接接触的现象。在这项新开展的研究中，宾夕法尼亚大学的研究人员专注于开发一种使用中性原子阵列或不带电中性原子的新一代量子计算集成电路平台。

量子纠缠是量子计算机超越经典计算机的原因。“然而，大自然不喜欢停留在这些量子纠缠态，”Scholl解释说。“最终，一个错误发生了，破坏了整个量子态。这些纠缠态可以想象成装满苹果的篮子，其中的原子就是苹果。随着时间的推移，一些苹果会开始腐烂，如果不把这些苹果从篮子里拿出来，换成新鲜的苹果，所有的苹果都会很快腐烂。目前还不清楚如何完全防止这些错误的发生，所以现在唯一可行的选择就是发现并纠正它们。”

新的错误捕捉系统被设计成这样，当被激光击中时，错误的原子会发出荧光或发光。Scholl说:“我们有发光原子的图像，可以告诉我们错误在哪里，因此我们可以将它们从最终统计中删除，或者使用额外的激光脉冲来主动纠正它们。”

加州理工学院的研究小组表示，通过消除和定位里德伯原子系统中的错误，他们可以提高纠缠的总体速率或保真度。在这项新研究中，研究委员会报告说，1000对原子中只有1对没有纠缠在一起。这比之前取得的成绩提升了10倍，是该系统中迄今为止看到的最高纠缠率。

但是最终，这些结果对使用开发人员里德伯实验室的中性原子阵列的自我修复量子计算开发人员的平台来说是个振奋人心的好兆头。“中性原子是最具可扩展性的量子计算机类型，但直到现在它们还没有高纠缠保真度，”肖说。

（编辑：汽车网）

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