量子计算机由于温度、压力、磁场变化等环境的轻微干扰,破坏了——量子比特脆弱的计算基础,似乎先天存在很多错误。美国芝加哥大学工程学院的研究人员开发出一种新方法,可以持续测量和实时调整量子系统周围的噪音,最大限度地减少误差。
随着量子计生器规模的扩大,噪声和错误带来的挑战也越来越大。首先,量子比特很容易随环境而变化。第二,如果科学家们试图测量量子比特,这种状态就会崩溃,数据就会丢失。因此,纠正两者系统的错误是非常困难的。
在最新一期《科学》中描述的方法依赖于“旁观者量子比特”:量子比特是一种不存储数据的计算机集合,目的是测量和消除外部杂音。
研究人员将新系统比喻为减少噪音的耳机,这可以持续监测周围的噪音,同时发送反频率,消除噪音,这种方法可以大幅提高量子比特的质量。
在中性原子量子处理器中,研究者使用激光束,即光镊子,使原子悬浮在适当的位置。在这些浮游原子的大型排列中,每个原子都成为一个量子比特,可以在重叠状态下存储和处理信息。
研究小组使用铷原子作为量子比特,铯原子作为旁观者,继续读取铷原子的实时数据,然后通过微波震动调整铯原子。结果表明,铯原子能够准确地捕捉到噪音,系统能够实时消除铷原子中的噪音。
研究人员认为,未来由“观察者量子比特”组成的系统在任何结构的量子计算机背景下都能持续工作,最大限度地减少数据存储和计算时的错误。
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