硅中雙量子比特計算 精確度高達百分之九十八

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

該研究負責人、新南威爾士大學教授安德魯·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。

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

研究人員亨瑞·楊說：“準確性是一個關鍵參數，它決定了量子比特技術的可行性。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。”

量子計算機有望在諸多領域“大顯身手”，包括解決現在的計算機無法解決的問題。

德祖拉克說：“但大多數重要應用將需要數百萬個量子比特，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重要。量子比特越精確，需要的量子比特數就越少，也能越早實現全尺寸量子計算機。”

研究人員表示，該研究進一步證明，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、安全和醫療保健領域找到“用武之地”。它將大大加速新藥的研發工作；也有助于開發出新的、更輕且更強的材料——從消費電子產品到飛機等。

總編輯圈點

量子計算機的巨大潛力，只要稍微懂得量子力學的人都能理解。但讓量子位在運算和變換中維持穩定并不容易。量子計算器件有多種技術路線，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，硅的優勢說不定能延續到量子時代。無論如何，量子計算機的商用需更多原始創新，為此各路高人還要展開激烈的競爭。

[責任編輯：楊凡、徐紅梅]

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