在量子領(lǐng)域新成果:在半導(dǎo)體“自旋量子位元”(量子計算機(jī)的一種基本組件)

利用悉尼大學(xué)納米研究所和物理學(xué)院量子物理學(xué)家的理論工作，在半導(dǎo)體“自旋量子位元”(量子計算機(jī)的一種基本組件)方面取得了一項減少誤差的世界紀(jì)錄。新南威爾士大學(xué)工程師的實(shí)驗結(jié)果表明，誤碼率低至0.043%，比任何其他自旋量子比特都低。悉尼大學(xué)和新南威爾士大學(xué)的研究小組在《自然電子》上發(fā)表了這篇聯(lián)合研究論文，而且上了封面！這篇論文的通訊作者斯蒂芬巴特利特教授說：在量子計算機(jī)可以擴(kuò)展成有用的機(jī)器之前，減少誤差是必要的。

博科園：一旦量子計算機(jī)大規(guī)模運(yùn)行，就能實(shí)現(xiàn)自己的偉大承諾，解決甚至是最大的超級計算機(jī)也無法解決的問題。這將有助于人類解決化學(xué)、藥物設(shè)計和工業(yè)方面的問題。有許多類型的量子比特，或量子位，從那些使用捕獲離子，超導(dǎo)環(huán)或光子。自旋量子比特是一種量子比特，它根據(jù)量子物體(如電子)的量化磁性方向來編碼信息。澳大利亞，尤其是悉尼，正在成為量子技術(shù)的全球領(lǐng)導(dǎo)者?，F(xiàn)今宣布資助悉尼量子學(xué)院的成立，突顯出澳大利亞建立量子經(jīng)濟(jì)的巨大機(jī)遇，澳大利亞是全球最大的量子研究集團(tuán)聚集地，總部位于悉尼

沒有理論就沒有實(shí)踐

雖然量子計算的焦點(diǎn)主要集中在硬件進(jìn)步上，但是如果沒有量子信息論的發(fā)展，這些進(jìn)步都是不可能實(shí)現(xiàn)的。由Stephen Bartlett教授和Steven Flammia教授領(lǐng)導(dǎo)的悉尼大學(xué)量子理論小組是量子信息論的世界強(qiáng)國之一，它使全球工程和實(shí)驗團(tuán)隊進(jìn)行艱苦的物理進(jìn)展，以確保量子計算成為現(xiàn)實(shí)。悉尼量子理論小組的研究工作對《自然電子》上發(fā)表的世界紀(jì)錄結(jié)果至關(guān)重要。巴特利特教授說：由于錯誤率如此之小，新南威爾士大學(xué)的研究小組甚至需要一些非常復(fù)雜的方法來檢測錯誤率。由于錯誤率如此之低，需要日復(fù)一日地運(yùn)行數(shù)據(jù)，只是為了收集統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以顯示偶爾出現(xiàn)的錯誤。

一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，就需要對其進(jìn)行定性、消除和重新定性。弗拉米婭的團(tuán)隊在錯誤特征理論方面處于世界領(lǐng)先地位，而錯誤特征理論正是用來實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果。Flammia小組最近首次演示了量子計算機(jī)的改進(jìn)，使用IBM Q量子計算機(jī)設(shè)計的代碼來檢測和丟棄邏輯門(或開關(guān))中的錯誤。新南威爾士大學(xué)研究小組負(fù)責(zé)人安德魯祖拉克教授說：與巴特利特教授和弗拉米亞教授以及團(tuán)隊合作幫助我們了解在新南威爾士大學(xué)的硅cmos量子比特中發(fā)現(xiàn)的錯誤類型，這是非常寶貴的。首席實(shí)驗人員亨利楊(Henry Yang)與他們密切合作，實(shí)現(xiàn)了99.957%的保真度，這表明我們現(xiàn)在擁有世界上最精確的半導(dǎo)體量子位元。

總結(jié)

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