加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一组研究人员创造了一个新的记录,用于无错误地准备和测量量子计算机内部的量子比特。他们开发的技术使得建造量子计算机变得更加容易,这种计算机在重要任务上(包括设计新材料和药物)比传统计算机性能更好。该研究结果发表在《自然》杂志出版的同行评议的在线开放获取期刊npj Quantum Information[1]上。

 

量子比特现存问题

当前,功能最强大的量子计算机是“带噪声中等规模量子”(NISQ)设备,并且对错误非常敏感。资深作者(加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授)Eric Hudson说,对于量子比特的准备和测量,错误特别严重,对于100量子比特,1%的测量误差则意味着NISQ设备将在大约63%的时间内产生错误的答案。

 

科学家开发出全球最好的量子比特-量子客

 

新型量子比特

为了应对这一重大挑战,Hudson和UCLA同事最近开发了一种新的量子比特,该量子比特托管在激光冷却的放射性钡离子中。研究报告的共同作者Wesley Campbell(UCLA物理学和天文学教授)表示,这种“金锁离子(Goldilocks Ion)”具有几乎理想的特性,可用于实现超低错误率的量子器件,使得加州大学洛杉矶分校的研究小组实现了约0.03% 的准备和测量误差率,低于迄今为止的任何其他量子技术。

Hudson说,UCLA这种令人兴奋的新量子比特的发展应该会影响量子信息科学的几乎每个领域。这种放射性离子在量子网络、传感、定时、模拟和计算等方面被认为是一种很有前途的系统,研究人员的论文为大规模NISQ设备铺平了道路。

该研究合著者包括:哈德逊实验室的博士后研究员Justin Christensen,以及美国空军研究实验室的物理学家David Hucul(哈德逊实验室和坎贝尔实验室的前博士后学者)。

 

参考链接:

[1] http://dx.doi.org/10.1038/s41534-020-0265-5

 

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作者 Henry Fan           编辑 Sakura