一种消除量子计算机错误的有限途径

发布时间：2023-10-17 14:52:33 所属栏目：外闻来源：

导读：虽然在高功率量子器件中，错误通常很难被发现，但最近的研究人员已经证明，在人工的仔细控制下，如此一些错误还是有可能会导致原子失去发光。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。

虽然在高功率量子器件中，错误通常很难被发现，但最近的研究人员已经证明，在人工的仔细控制下，如此一些错误还是有可能会导致原子失去发光。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。我们的实验表明，他们可以丢弃所有发光的错误原子，从而使超导体量子模拟更安全有效漫无目的地运行。

未来的量子计算机有望解决各种各样的问题。其他方面例如，它们可以不知不觉地产生更可持续的材料和有效的新药，甚至可以解决化学反应的基础物理学中最难的问题。但与目前使用的经典计算机相比，基本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。在这项新研究中，研究人员专注于一种使用中性原子阵列或不带电原子的量子计算平台。

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。目前还不清楚如何才能完全防止这些可能的错误的发生，所以人们现在可能唯一可行的预防性选择就是尽可能多的发现并纠正它们。”

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，研究小组报告说，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整整提高了差不多10倍，重要的是此类实时操作系统的系统中至少一些迄今为止可以用于观察能够检测的到的数据集中的最高一段时间的不必要的纠缠率。

（编辑：汽车网）

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