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霍尼韦尔实验证明逻辑量子比特性能优于物理量子比特

常驻编辑 科普中国 2022-08-08 量子   保真度   逻辑   物理   里程碑   研究人员   离子   测量   电路   性能   错误
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在霍尼韦尔的两个不同的量子计算机(H1-1和H1-2)中测量的典型错误。单量子比特门错误(SQ)、双量子比特门错误(TQ)、状态制备和测量错误(SPAM)、电路中间测量和复位串扰错误(MCMR)。SQ和TQ错误率是用随机基准实验测量的。xlq拜客生活常识网


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根据Ryan-Anderson,量子纠错主要包括以下几个里程碑:xlq拜客生活常识网


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  • 进行反复、多轮的容错量子纠错;xlq拜客生活常识网

  • 前馈和有条件地应用综合征提取;xlq拜客生活常识网

  • 实现对量子纠错码的实时确定修正;xlq拜客生活常识网

  • 演示通用算法实时解码;xlq拜客生活常识网

  • 用两个逻辑量子比特扩大量子纠错的规模;xlq拜客生活常识网

  • 当逻辑量子计算开始优于物理量子计算时,可以达到盈亏平衡点。xlq拜客生活常识网


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“现在,Quantinuum已经实现了完成这一目标所需的部分里程碑。”Ryan-Anderson说道。xlq拜客生活常识网


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实验如何进行?五量子比特码与色码xlq拜客生活常识网


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最新的研究说明了Quantinuum团队在量子纠错和两个逻辑量子比特方面的进展:团队测试了五量子比特码和色码。五量子比特码不允许只使用两个逻辑量子比特的容错横向门。研究人员使用“可分片(pieceable)”的容错能力将最初的非容错逻辑门操作分解为单独的容错部分。而色码允许使用自然容错的横向CNOT门。xlq拜客生活常识网


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H1-2最多可以使用12个量子比特,H1-1最多可以使用20个量子比特:五量子比特码在H1-2上测试,而色码在H1-1上测试。两台计算机都使用相同的表面电极离子阱来控制镱离子作为量子比特。通过聚焦激光束将离子传输到隔离门区域,提供了低串扰的门和中间电路测量操作。xlq拜客生活常识网


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研究人员使用不同的电路元件组合进行了五次实验,以测试五量子比特码,并了解容错设计和电路深度对其的影响。

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