美国物理学家已证明量子纠错的最基本形式

到目前为止，世界上还没有真正的量子计算机，但是许多国家的实验室正以极大的热情追求这一梦想。如何实现量子计算？尽管有许多方案，但问题是操纵微观量子态实在太难了。根据美国物理学家网络最近的一份报告，美国耶鲁大学的物理学家已经证明了量子纠错的最基本形式，这是量子计算发展中的一个重要步骤。在这个前沿领域，预计当今最先进的计算机的信息处理速度将会翻倍。研究结果发表在《自然》杂志的在线版上。

本研究是关于一种弥补量子计算固有易感性误差的方法。相关技术可以纠正高速计算中的这些错误，并使量子计算机成为现实的必要步骤。该论文的第一作者马修·里德博士说:“如果没有纠错，量子计算机的计算速度就无法成倍增长，否则一个不可避免的小错误将导致计算失败。”

量子计算机把量子比特作为信息的基本单位。然而，与使用0或1位数字的基于芯片的计算机不同，量子信息位可以同时以多种形式存在。换句话说，它是一个还没有确定它是0还是1的信息比特。研究人员使用超导装置从“人造”原子中产生量子位。任何量子位都必须能够采取两种状态中的一种，例如“0”或“1”，或者两者都有。理论上，这意味着量子系统可以同时处理计算，这实际上是一个真正的并行系统。当量子计算机工作时，它们必须正确理解和解释这些量子位的状态。然而，量子位很容易意外改变，错误会混淆解释。

该研究小组最初证明了在类似于计算机芯片电子设备的固体量子系统中的量子纠错，并开发了一种方法来识别量子位的原始状态，并在必要时检测变化和反转。领导这项研究的罗伯特说:“这项研究结果将最新的实验突破与其他人的研究结果结合起来，使量子位更加一致，从而表明超导装置系统最终可能成为构建量子计算机的平台。”