量子計算最新研究：“貓量子比特”可量子糾錯并降低成本

　　中新網北京2月27日電 (記者 孫自法)國際知名學術期刊《自然》最新發表一篇量子計算研究論文，美國亞馬遜云科技(AWS)研究團隊演示了對硬件開銷即成本需求更低的量子糾錯，其使用所謂的“貓量子比特”(cat qubits)，“貓量子比特”的設計能抵抗可能會干擾量子系統輸出的特定類型的噪音和錯誤，從而實現量子比特需要的元器件總數比其他設計更少。

　　該論文介紹，量子比特是經典計算機比特的量子版本。量子計算機很容易出錯，這限制了它們在特定任務上超越經典計算機的潛力。量子糾錯的方法通過將信息分散到多個量子比特，幫助減少出錯，從而在不干擾計算的情況下發現并糾正錯誤。不過，大部分量子糾錯方法通常依賴大量額外的量子比特來提供足夠的防出錯保護，這可能會在整體上降低效率。

　　在本項研究中，亞馬遜云科技量子計算中心團隊利用名為玻色子“貓量子比特”的一類量子比特進行量子糾錯，探索了一種潛在更高效的方式。這些“貓量子比特”在硬件水平上對一類錯誤(稱為比特翻轉)有更高的固有抵抗力，其代價為更容易出現另一種錯誤(稱為相位翻轉)。這種錯誤偏差能讓研究人員設計出只關注處理相位翻轉錯誤的量子糾錯代碼，得到一個對額外量子比特需求更低、整體上更高效的設計。

　　研究團隊用一組“貓量子比特”演示了一個超導量子環路裝置，證明有5個“貓量子比特”的糾錯代碼在每個周期的錯誤率從1.75%抑制到1.65%。此前，用更大糾錯代碼實現錯誤抑制需要幾十個額外量子比特。

　　研究團隊在論文中總結稱，這項研究結果表明，利用玻色子“貓量子比特”或是實現容錯量子計算的一個有效方式。他們認為，這種方法具有高效擴展的潛力，但后續研究仍需進一步優化，以將性能提升到有望推動實際量子計算應用的層面。(完)