中新網(wǎng)北京2月27日電 (記者 孫自法)國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇量子計(jì)算研究論文，美國(guó)亞馬遜云科技(AWS)研究團(tuán)隊(duì)演示了對(duì)硬件開(kāi)銷即成本需求更低的量子糾錯(cuò)，其使用所謂的“貓量子比特”(cat qubits)，“貓量子比特”的設(shè)計(jì)能抵抗可能會(huì)干擾量子系統(tǒng)輸出的特定類型的噪音和錯(cuò)誤，從而實(shí)現(xiàn)量子比特需要的元器件總數(shù)比其他設(shè)計(jì)更少。

　　該論文介紹，量子比特是經(jīng)典計(jì)算機(jī)比特的量子版本。量子計(jì)算機(jī)很容易出錯(cuò)，這限制了它們?cè)谔囟ㄈ蝿?wù)上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的潛力。量子糾錯(cuò)的方法通過(guò)將信息分散到多個(gè)量子比特，幫助減少出錯(cuò)，從而在不干擾計(jì)算的情況下發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤。不過(guò)，大部分量子糾錯(cuò)方法通常依賴大量額外的量子比特來(lái)提供足夠的防出錯(cuò)保護(hù)，這可能會(huì)在整體上降低效率。

　　在本項(xiàng)研究中，亞馬遜云科技量子計(jì)算中心團(tuán)隊(duì)利用名為玻色子“貓量子比特”的一類量子比特進(jìn)行量子糾錯(cuò)，探索了一種潛在更高效的方式。這些“貓量子比特”在硬件水平上對(duì)一類錯(cuò)誤(稱為比特翻轉(zhuǎn))有更高的固有抵抗力，其代價(jià)為更容易出現(xiàn)另一種錯(cuò)誤(稱為相位翻轉(zhuǎn))。這種錯(cuò)誤偏差能讓研究人員設(shè)計(jì)出只關(guān)注處理相位翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤的量子糾錯(cuò)代碼，得到一個(gè)對(duì)額外量子比特需求更低、整體上更高效的設(shè)計(jì)。

　　研究團(tuán)隊(duì)用一組“貓量子比特”演示了一個(gè)超導(dǎo)量子環(huán)路裝置，證明有5個(gè)“貓量子比特”的糾錯(cuò)代碼在每個(gè)周期的錯(cuò)誤率從1.75%抑制到1.65%。此前，用更大糾錯(cuò)代碼實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤抑制需要幾十個(gè)額外量子比特。

　　研究團(tuán)隊(duì)在論文中總結(jié)稱，這項(xiàng)研究結(jié)果表明，利用玻色子“貓量子比特”或是實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算的一個(gè)有效方式。他們認(rèn)為，這種方法具有高效擴(kuò)展的潛力，但后續(xù)研究仍需進(jìn)一步優(yōu)化，以將性能提升到有望推動(dòng)實(shí)際量子計(jì)算應(yīng)用的層面。(完)