量子計算機由于溫度、壓力、磁場變化等環境的輕微干擾,破壞了——量子比特脆弱的計算基礎,似乎先天存在很多錯誤。美國芝加哥大學工程學院的研究人員開發出一種新方法,可以持續測量和實時調整量子系統周圍的噪音,最大限度地減少誤差。
隨著量子計生器規模的擴大,噪聲和錯誤帶來的挑戰也越來越大。首先,量子比特很容易隨環境而變化。第二,如果科學家們試圖測量量子比特,這種狀態就會崩潰,數據就會丟失。因此,糾正兩者系統的錯誤是非常困難的。
在最新一期《科學》中描述的方法依賴于“旁觀者量子比特”:量子比特是一種不存儲數據的計算機集合,目的是測量和消除外部雜音。
研究人員將新系統比喻為減少噪音的耳機,這可以持續監測周圍的噪音,同時發送反頻率,消除噪音,這種方法可以大幅提高量子比特的質量。
在中性原子量子處理器中,研究者使用激光束,即光鑷子,使原子懸浮在適當的位置。在這些浮游原子的大型排列中,每個原子都成為一個量子比特,可以在重疊狀態下存儲和處理信息。
研究小組使用銣原子作為量子比特,銫原子作為旁觀者,繼續讀取銣原子的實時數據,然后通過微波震動調整銫原子。結果表明,銫原子能夠準確地捕捉到噪音,系統能夠實時消除銣原子中的噪音。
研究人員認為,未來由“觀察者量子比特”組成的系統在任何結構的量子計算機背景下都能持續工作,最大限度地減少數據存儲和計算時的錯誤。
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