迄今错误率最低量子比特面世

科技日报讯 （记者刘霞）据物理学家组织网近日报道，美国科学家称，在为不出错量子计算机制备并测量量子比特方面，他们创造了新纪录：错误率仅为0.03%，为迄今最低，有望推进量子计算机的研发工作。

最新研究资深作者、加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授埃里克·哈德森表示，当前功能最强大的量子计算机是“嘈杂中等规模量子”（NISQ）设备。这里“中等规模”指的是现在可以获得的量子计算机的尺寸大小——可能大到足以执行某些高度专业化的任务（如新药和新材料的设计等），超出了当今超级计算机的能力范围。“嘈杂”则强调我们对量子比特的控制还不是非常完美，这将导致小误差随时间不断积累，如果计算时间太长，就得不到正确答案。

哈德森进一步解释说，NISQ设备对错误非常敏感，在制备和测量量子比特方面的错误尤其多：如果一台NISQ设备拥有100个量子比特，1%的测量误差就意味着这款设备提供错误答案的几率为63％。

为解决这一问题，哈德森及其同事最近开发出一种新量子比特，该量子比特位于一个由激光冷却的放射性钡离子中。这种离子拥有几乎理想的特性，使他们的团队制备和测量量子比特的错误率仅为0.03％，低于迄今任何其他量子技术，可用于实现超低错误率量子器件。

哈德森说，量子比特领域的这一新研究应该可以影响量子信息科学的几乎每个领域。这种放射性离子可广泛应用于量子网络、传感、计时、模拟和计算领域；而且，新研究为大规模NISQ设备的研发铺平了道路。