IT之家 1 月 26 日消息，奧地利因斯布魯克大(da)學宣(xuan)布，該校聯合德(de)國亞琛工業大(da)學的研究(jiu)團隊，在量(liang)子計算容錯技術領域取得突破(po)性進(jin)展。
他們開發(fa)出一種(zhong)創新(xin)的(de)(de)量子(zi)(zi)糾(jiu)錯方法，使(shi)量子(zi)(zi)計算機(ji)能夠在運(yun)行過(guo)程(cheng)中動態(tai)切換糾(jiu)錯碼，并首次在離子(zi)(zi)阱量子(zi)(zi)計算機(ji)上使(shi)用兩種(zhong)不同的(de)(de)量子(zi)(zi)糾(jiu)錯碼實現了一組通(tong)用量子(zi)(zi)門。
也(ye)就是說(shuo)，利用新方(fang)法，量(liang)子計算(suan)機將(jiang)能(neng)有(you)(you)效抑(yi)制錯誤，從而更有(you)(you)效地(di)進行無錯誤計算(suan)。研究(jiu)成果已于 1 月 24 日發表在(zai)《自(zi)然?物理》上（IT之家附 DOI:10.1038 / s41567-024-02727-2）。
雖然傳統(tong)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)在(zai)運算(suan)過程中可能會出錯，但(dan)我們通(tong)常(chang)可以借助(zhu)技術手段進行抑制或(huo)在(zai)計(ji)(ji)(ji)算(suan)過程中檢(jian)測和糾正。然而，量子(zi)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)無法復制未知的(de)量子(zi)態。這意味(wei)著我們無法像傳統(tong)計(ji)(ji)(ji)算(suan)機(ji)那樣(yang)通(tong)過比較多個(ge)樣(yang)本進行檢(jian)錯。
為(wei)了(le)解決(jue)這一(yi)難(nan)題，量子物(wu)理(li)學借鑒了(le)經典計算機科學的思想，開(kai)發了(le)一(yi)種不同的方法：將量子信息分布在(zai)多(duo)個(ge)糾(jiu)纏的量子比特上，以冗余(yu)的方式進(jin)(jin)行存儲(chu)。具體如何進(jin)(jin)行信息分配則(ze)則(ze)由所謂的“糾(jiu)錯碼”來定義。
2022 年(nian)，由因(yin)斯布魯克大學實驗物理系的(de) Thomas Monz 和亞琛工業大學量子(zi)信(xin)息系以(yi)及(ji)于利希研究中(zhong)心(xin) Peter Grünberg 研究所的(de) Markus Müller 領導(dao)的(de)研究團隊，在(zai)容錯量子(zi)比特(te)上實現(xian)了(le)一(yi)組通用操(cao)作，展示了(le)如何在(zai)量子(zi)計算機上編寫算法以(yi)有效地糾正錯誤。
然而，不(bu)(bu)同的(de)(de)量(liang)子糾(jiu)錯(cuo)(cuo)碼(ma)也存在不(bu)(bu)同的(de)(de)難點。簡單來說，沒有任何一種糾(jiu)錯(cuo)(cuo)碼(ma)能(neng)夠(gou)以(yi)簡單且受錯(cuo)(cuo)誤保(bao)護(hu)的(de)(de)方式，實(shi)現自由可編程計算所需的(de)(de)所有邏(luo)輯量(liang)子比特(te)門操(cao)作(zuo)。
為了(le)解決這一難題，Markus Müller 研究小組創立了(le)一種(zhong)新方法，使量子計(ji)算機能夠在兩種(zhong)糾錯碼之間以容錯方式來回切(qie)換。
Markus Müller 研究小組的(de)博士生 Friederike Butt 解(jie)釋說(shuo)：“通過這種(zhong)方(fang)式(shi)，量子計(ji)算機可以在第一(yi)種(zhong)代碼中遇到難以實(shi)現(xian)的(de)邏(luo)輯門時切換到第二種(zhong)代碼。從(cong)而使得(de)實(shi)現(xian)計(ji)算所需的(de)所有門操作變得(de)更加容易。”
后來，她開(kai)發了(le)實驗所(suo)基于的(de)量(liang)子電路，并與因(yin)斯(si)布魯克大學 Thomas Monz 的(de)研(yan)究小組密切合作完成了(le)實驗。
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