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尽量减少“旁观者量子比特”的计算错误


研究人员可以持续监控和纠正量子计算机中的尽量减少噪声和错误,结合旁观者的旁观量子比特(黄色)和数据量子比特(蓝色)。来源:芝加哥大学伯尼恩实验室。比特

科技日报记者 张梦然。算错

量子计算机似乎“自然”容易出错,尽量减少周围环境的旁观轻微干扰,如温度、比特压力或磁场变化,算错会破坏其脆弱的尽量减少计算基础——量子比特。芝加哥大学普利兹克分子工程学院的旁观研究人员开发了一种可持续监测量子系统周围噪声并实时调整的新方法,以最大限度地减少误差。比特

随着量子计算机规模的算错扩大,噪声和错误的尽量减少挑战也越来越大。首先,旁观量子比特很容易根据环境而变化;其次,比特如果科学家想测量量子比特,它的状态就会崩溃并丢失数据。因此,纠正量子系统中的错误是一项非常困难的任务。

最新一期《科学》杂志所描述的方法依赖于“旁观者量子比特”:嵌入计算机但不存储数据的量子比特的唯一目的是测量和消除外部噪声。

研究人员将新系统比作降噪耳机,它将继续监测周围的噪声,并发出相反的频率来消除它,这可以有效地提高数据量子比特的质量。

在中性原子量子处理器中,研究人员使用激光束将原子悬浮在适当的位置,称为光镊。在这些悬浮原子的大阵列中,每个原子作为一个量子比特,可以在叠加状态下存储和处理信息。

该团队使用氯原子作为数据量子比特和“旁观者”,他们连续读取实时数据,然后通过微波振荡调整锑原子。结果表明,δ原子可以正确地拾取噪声,而系统可以实时消除δ原子中的噪声。

研究人员认为,未来由“旁观者量子比特”组成的系统可以在任何架构的量子计算机背景下继续运行,以减少数据存储和计算中的错误。

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