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由于新发现,薛定谔受猫启发的量子计算现在可靠性提高了 160 倍

一种新技术通过压缩 cat 量子比特的概率状态来提高其可靠性。这可以提高它们的可靠性和使用寿命,并为精确的量子计算铺平道

一种新技术通过压缩 cat 量子比特的概率状态来提高其可靠性。这可以提高它们的可靠性和使用寿命,并为精确的量子计算铺平道路。

图片来源:VICTOR de SCHWANBERG/科学照片库/Getty Images

量子计算公司Alice & Bob提高了其猫量子比特的可靠性,这可能会使未来的量子计算机更加准确。

容错是量子计算中的一个主要挑战。这是因为量子计算机中的量子比特是“嘈杂的”并且容易受到退相干的影响,即由于外部环境的干扰而导致量子信息的丢失。因此,通过实施容错技术来提高量子比特的可靠性一直是一个关键的研究领域。

有一种特殊的驱动力可以抑制与位翻转相关的错误率(当量子比特切换测量 0 或 1 的概率时)。但以前,已发现这会导致相位翻转(当量子比特切换其正或负的概率时)的误差增加。

猫量子比特是一种模拟薛定谔猫叠加原理的量子比特,这是一种思想实验,它假设盒子里装有随机激活的毒药的猫可能被认为是活的和死的,直到直接观察到它。

“Cat 量子比特”旨在减少位翻转,从而减少纠错所需的资源。猫量子比特已经被多个研究团队研究过,其中由Alice和Bob科学家创造的量子比特甚至被整合到了由亚马逊网络服务(AWS)制造的Ocelot芯片中。

以前的Alice & Bob研究表明,猫量子比特可以实现138毫秒的比特翻转寿命。

但在 2 月 28 日上传到预印本 arXiv 数据库的一项新研究中,科学家们概述了一种稳定猫量子比特的新方法,具有高达 160 次的更好的比特翻转保护,相当于猫量子比特的生命周期为 22 秒。对相位翻转速率的影响很小。

该团队通过压缩猫量子比特的量子态来实现这一点,使两种状态之间的重叠更小。对于这些压缩的猫量子比特,随着光子数量的增加,它们表现出比特翻转错误率急剧降低。

本研究中演示的技术特别有用,因为它不需要对电路设计进行任何修改。因此,与以前的方法相比,“挤压”cat 量子比特将使纠错占用的资源更少。

Alice & Bob研究的下一阶段将致力于开发通用的容错量子计算,其中位翻转和相位翻转可以得到有效管理。这可能会导致化学和材料科学等领域的实际应用。