科技日報記者 劉霞
英國牛津大學研究團隊利用微波技術，將量子比特操控的錯誤率降至千萬分之一，達到前所未有的水平。這項發(fā)表于最新一期《物理評論快報》雜志的研究成果，為開發(fā)量子晶體管類設備鋪平了道路，或將推動量子計算機向精準化、實用化邁進。
量子比特是量子計算的基本單位。與傳統計算機的二進制比特只能為0或1不同，量子比特能夠同時處于0和1的疊加態(tài)。這種特性使量子計算機在解決復雜問題時具備指數級計算優(yōu)勢，有望在藥物分子模擬、密碼破解等領域大放異彩。
單量子比特門是量子計算中的基本操作單元，用于對單個量子比特的狀態(tài)進行操控。在現有技術中，單量子比特門每執(zhí)行1000次操作就可能出現至少一次錯誤。由于量子計算通常需要進行數百萬次操作以及數百個量子比特門，誤差會快速累積，導致計算結果不可靠。因此，提升操控精度成為量子計算機規(guī)模化的關鍵。
在最新研究中，科學家采用離子阱量子比特方案取得重大突破。他們選用帶正電的鈣離子作為量子比特載體，通過電磁場將其懸浮在特制芯片上方，并利用芯片集成的微波發(fā)射組件精準調控量子態(tài)。
這項技術的核心突破在于：通過微波構建的量子比特門，錯誤率僅為一千萬分之一。研究團隊對這一概率形象地比喻道，一個人全年遭遇雷擊的概率，是這個量子比特出錯率的3倍多。
研究團隊表示，微波校準技術的突破是成功的關鍵，但這項技術同樣受益于傳統通信系統的積累。
美國國家標準與技術研究院專家丹尼爾·斯利克特稱此為“量子比特操控精度的新世界紀錄”。量子計算公司Quantinuum表示，離子阱量子比特因其長相干時間和強互聯性，已成為主流技術路線之一。本次成果再次證明，基于離子阱的技術平臺將繼續(xù)引領量子計算發(fā)展。
