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cyqdesign

2022-01-20 22:23

科學(xué)家在開發(fā)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)方面取得重要突破

1月19日英國(guó)《自然》雜志連發(fā)三篇論文，來(lái)自三個(gè)團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們?cè)陂_發(fā)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)方面取得重要突破。他們驗(yàn)證了硅雙量子位門保真度，超越了容錯(cuò)計(jì)算機(jī)的閾值（99%）。研究結(jié)果證實(shí)，硅材料中強(qiáng)大、可靠的量子計(jì)算正在成為現(xiàn)實(shí)。研究還表明，硅量子計(jì)算機(jī)與超導(dǎo)和離子阱一樣，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)研發(fā)的有前途的候選者。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在磷供體形成的兩個(gè)核自旋之間創(chuàng)建了雙量子位通用量子邏輯運(yùn)算，通過(guò)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的離子注入方法將其引入硅中。他們使用一種被稱為“量子門集層析成像（GST）”的方法，對(duì)其量子處理器的性能進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)了高達(dá)99.95%的單量子位保真度和99.37%的雙量子位保真度。此外，根據(jù)研究結(jié)果，電子自旋本身就是一個(gè)量子位，可和兩個(gè)原子核糾纏在一起，形成一個(gè)三量子位的量子糾纏態(tài)，這一保真度達(dá)到了92.5%。這為大型硅基量子處理器在現(xiàn)實(shí)世界中的制造和應(yīng)用鋪平了道路。

荷蘭代爾夫特理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)使用由硅和硅鍺合金堆棧形成的材料創(chuàng)造了一個(gè)雙量子位系統(tǒng)，其中量子信息被編碼在限制于量子點(diǎn)的電子自旋中，最終實(shí)現(xiàn)99.87%的單量子位保真度和99.65%的雙量子位保真度。

日本理化學(xué)研究所的研究團(tuán)隊(duì)采取了類似的路線，使用代爾夫特團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)的相同材料堆棧，創(chuàng)建了雙電子量子位，實(shí)現(xiàn)了99.8%的單量子位保真度和99.5%的雙量子位保真度。研究結(jié)果首次使自旋量子位在通用量子控制性能方面與超導(dǎo)電路和離子陷阱相抗衡。