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量子糾錯技術(shù)推動量子計算邁向新高度
2024年10月10日 10:31:44 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:羊舌木 點擊量:6803

近年來,,谷歌、IBM等眾多科技公司紛紛投入資源,,競相開發(fā)量子糾錯技術(shù),,以期實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的量子計算系統(tǒng)。

  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】盡管量子計算機領(lǐng)域的研究進展日新月異,,但量子計算機的穩(wěn)定性問題仍然是制約其實際應(yīng)用的關(guān)鍵因素,。量子計算機在處理信息時容易出錯,導致其尚未能投入實際使用,。為了克服這一難題,,谷歌、IBM等眾多科技公司紛紛投入資源,,競相開發(fā)量子糾錯技術(shù),,以期實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的量子計算系統(tǒng)。
 
  傳統(tǒng)計算機使用“比特”處理信息,,每個比特只能代表0或1,。而量子計算機的基本信息處理單元為“量子比特”,,它們可以同時處于0和1的“疊加態(tài)”。這種特性使量子計算機能比傳統(tǒng)計算機更快處理某些任務(wù),。
 
  然而,,量子比特對環(huán)境噪聲極為敏感,容易出現(xiàn)錯誤,。目前,,世界上最先進的量子計算機在執(zhí)行量子運算時,其無誤差操作次數(shù)仍然有限,,遠未達到實現(xiàn)量子優(yōu)勢所需的百萬次甚至數(shù)萬億次,。因此,量子糾錯技術(shù)的研發(fā)顯得尤為重要,。
 
  多家公司和研究機構(gòu)紛紛將注意力投向邏輯量子比特——這是一種由物理量子比特通過量子糾纏連接而成的信息處理單元,,能通過將相同數(shù)據(jù)存儲在不同地方來減少量子計算機的錯誤。谷歌科學家在研究中發(fā)現(xiàn),,隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴大,,邏輯量子比特的錯誤率并不會像滾雪球般增加,而是在達到某個閾值后開始減少,。這一發(fā)現(xiàn)為未來實現(xiàn)大規(guī)模容錯量子計算奠定了堅實基礎(chǔ),。
 
  除了構(gòu)建邏輯量子比特外,還有科學家在開發(fā)其他量子糾錯技術(shù),。耶魯大學的研究團隊測試了一種名為玻色編碼的糾錯技術(shù),,該技術(shù)巧妙地將錯誤分布在量子計算機的振動上,具有更強大的糾錯能力,。亞馬遜量子計算團隊也展示了另一種名為“范疇量子比特”的玻色編碼技術(shù),,其錯誤率同樣隨著系統(tǒng)的擴大而減少。
 
  在量子糾錯技術(shù)的推動下,,量子計算領(lǐng)域取得了一系列突破性成果,。微軟公司與量子計算公司Quantinuum成功糾纏了12個邏輯量子比特,,并創(chuàng)造了有史以來最高的計算保真度,。此外,微軟還宣布與原子計算公司聯(lián)手打造世界上最強大的計算機,,力求實現(xiàn)1000個高性能邏輯量子比特,。這些成果不僅彰顯了量子糾錯技術(shù)的巨大潛力,也拓寬了量子計算的邊界,。
 
  同時,,科學家們也指出,完全容錯的量子計算機可能仍然遙不可及,。盡管谷歌和IBM等公司曾聲稱實用的容錯量子計算機最早將于2029年面世,,但實現(xiàn)這一目標仍需要科學家們的不斷努力和探索,。量子糾錯技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用將是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵所在。
 
  (資料參考來源:科技日報)
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