硅中雙量子比特計算 精確度高達(dá)百分之九十八

　　來源：科技日報

　　科技日報北京5月14日電 （記者劉霞）據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)13日報道，澳大利亞科學(xué)家首次測量了硅中的雙量子比特邏輯運算的精確度，高達(dá)98%，為全尺寸量子處理器的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。研究結(jié)果發(fā)表于最新一期《自然》雜志。

　　該研究負(fù)責(zé)人、新南威爾士大學(xué)教授安德魯·德祖拉克說：“所有的量子計算都可由一個量子比特運算和兩個量子比特運算組成，它們是量子計算的核心。一旦你擁有這兩者，就可以進(jìn)行任何計算，但這兩種操作的精確度都需要非常高。”

　　自2015年雙量子比特邏輯門問世以來，許多團(tuán)隊展示了硅中的雙量子比特門，但迄今為止，這種邏輯門的真實精確度還是個未知數(shù)。

　　在最新研究中，該團(tuán)隊執(zhí)行了克里福德基礎(chǔ)保真度基準(zhǔn)（Clifford-based fidelity benchmarking）測試，這是一種可以評估所有技術(shù)平臺的量子比特的精確度的技術(shù)。結(jié)果表明，雙量子比特門的精確度為98%。

　　研究人員亨瑞·楊說：“準(zhǔn)確性是一個關(guān)鍵參數(shù)，它決定了量子比特技術(shù)的可行性。只有量子比特操作接近完美，僅存在微小誤差，才能利用量子計算的巨大潛能。”

　　量子計算機(jī)有望在諸多領(lǐng)域“大顯身手”，包括解決現(xiàn)在的計算機(jī)無法解決的問題。

　　德祖拉克說：“但大多數(shù)重要應(yīng)用將需要數(shù)百萬個量子比特，因此，即便量子誤差很小，我們也不得不糾正。為了實現(xiàn)糾錯，量子比特本身必須首先非常精確，因此評估它們的精確度至關(guān)重要。量子比特越精確，需要的量子比特數(shù)就越少，也能越早實現(xiàn)全尺寸量子計算機(jī)。”

　　研究人員表示，該研究進(jìn)一步證明，硅非常適合用來研制需要大量量子比特的通用量子計算。

　　德祖拉克說：“這一高精確度表明，硅是全尺寸量子計算的可行平臺。在不久的將來，我們將獲得更高的精確度，實現(xiàn)全尺寸、容錯量子計算。”

　　全尺寸量子處理器將在金融、安全和醫(yī)療保健領(lǐng)域找到“用武之地”。它將大大加速新藥的研發(fā)工作；也有助于開發(fā)出新的、更輕且更強(qiáng)的材料——從消費電子產(chǎn)品到飛機(jī)等。

　　總編輯圈點

　　量子計算機(jī)的巨大潛力，只要稍微懂得量子力學(xué)的人都能理解。但讓量子位在運算和變換中維持穩(wěn)定并不容易。量子計算器件有多種技術(shù)路線，光量子器是其中的一條坦途；操縱硅片中的電子，難度似乎更大。而這項最新成果暗示，硅的優(yōu)勢說不定能延續(xù)到量子時代。無論如何，量子計算機(jī)的商用需更多原始創(chuàng)新，為此各路高人還要展開激烈的競爭。