3項研究均表明硅基量子設備的精確度可以高於99%

三支國際團隊均成功在量子計算方面取得了一個重要的里程碑。所有這三個小組都證明了硅基量子設備的精確度可以高於 99%,為實用的、可擴展的、無誤差的量子計算機鋪平了道路。

3項研究均表明硅基量子設備的精確度可以高於99%

經典計算機用比特存儲和處理信息,比特被表示為 1 或 0。然而,量子計算機使用的量子比特既可以是1,也可以是0,還可以同時是1和0,這要歸功於量子疊加的怪癖。這應該允許量子計算機變得比經典計算機更強大的指數級。然而,量子狀態對外界干擾很敏感,這可能導致錯誤,嚴重限制這些機器的實用性。

3項研究均表明硅基量子設備的精確度可以高於99%

但現在,這三項新研究已經證明了錯誤率低於1%的量子計算機系統。更好的是,這些設備都是基於硅的,這應該使它們更容易使用現有的商業半導體基礎設施來製造。

澳大利亞新南威爾士大學(UNSW)領導的團隊在一個單量子比特系統中實現了 99.95% 的保真度,在兩個工作量子比特中實現了 99.37% 的保真度。第二個小組,在荷蘭代爾夫特理工大學,用一個量子比特實現了 99.87%,用兩個量子比特實現了 99.65%。最後,日本理化學研究所的一個團隊在一個量子比特系統中達到了 99.84% 的保真度,兩個量子比特達到了 99.51%。

新南威爾士大學研究的主要作者 Andrea Morello 教授說:“當錯誤如此罕見時,檢測它們並在它們發生時糾正它們就成為可能。這表明,有可能建立具有足夠規模和足夠功率的量子計算機,以處理有意義的計算。這項研究是讓我們實現這一目標的旅程中的一個重要里程碑”。

該研究的首席實驗作者馬特烏斯·蒙齊克博士說:“如果你有兩個與同一個電子相連的原子核,你可以讓它們做一個量子操作。當你不對電子進行操作時,那些核子安全地儲存了它們的量子信息。但現在你可以選擇通過電子使它們相互交談,實現通用的量子操作,可以適應任何計算問題”。研究人員說,隨着這三個團隊都超過了99%的準確率,下一步是設計實用的硅量子處理器,可以擴大規模用於商業量子計算機。

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