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矽基三量子位系統內糾錯首次演示
http://www.CRNTT.com   2022-08-26 09:58:23


  中評社北京8月26日電/據科技日報報道,日本理化學研究所科學家在最新一期《自然》雜志撰文指出,他們首次在基於矽的三量子位量子計算系統內演示了糾錯,朝著大規模量子計算邁出了重要一步,也為實現實用型量子計算機奠定了基礎。

  量子計算機在原理上擁有超快的并行計算能力,有望在密碼破譯、材料設計、藥物分析等領域,提供比傳統計算機更強的算力支持。傳統計算機與量子計算機的工作方式不同,傳統計算機的基本數據單位為0或1,而量子計算機以量子位(0、1或這兩者的叠加態)為計算基本單位。盡管量子計算機潛力很大,但其對環境噪聲以及去相幹等非常敏感,需要校正誤差以允許它們執行精確計算。

  鑒於此,科學家們面臨的重要挑戰之一是選擇哪種系統充當“量子位”,不同候選系統優缺點不同。目前比較流行的系統包括超導和離子。科學家已經證明,這些系統可進行某種形式的誤差校正,這使其能投入實際使用。

  矽基量子技術的優勢在於其可與目前的半導體技術兼容,但其缺乏糾錯能力。研究人員此前已證明,他們能完全控制兩個量子位,但這還不足以進行糾錯,因為糾錯需要由三個及以上量子位組成的量子系統。

  最新研究中,研究人員通過執行一個三量子位Toffoli型量子門,展示了對三個量子位系統(目前最大的矽量子位系統之一)的完全控制,從而首次實現了對矽基量子系統糾錯。

  研究人員表示,在矽量子點內執行量子糾錯的想法約十年前提出,因此并非全新概念,材料、器件制造和測量技術領域的一系列進展使我們取得了成功。我們計劃進一步擴大矽基量子計算系統的規模,以開展更深入研究。

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