《自然》最新论文:谷歌量子处理器实现错误抑制指数增长

中国新闻网2021-07-15

中新网北京7月15日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇量子计算的研究论文称,谷歌人工智能(AI)设计的量子处理器“悬铃木”实现了错误抑制的指数增长,该实验演示或为可扩展容错量子计算机的开发铺平道路。

该论文介绍,量子计算机和经典计算机一样,很容易出现由底层物理系统“噪声”引起的错误。一种解决办法是在计算机操作中加入一种能在错误出现时发现并纠正这些错误的方法;另一种量子纠错方法使用量子纠错码,通过将多个量子比特(量子信息的单位,对应经典计算机的比特)当作一个逻辑量子比特,从而在不破坏逻辑量子比特中存储信息的情况下,发现并纠正错误。为实现量子计算的潜力,逻辑错误率必须保持在很低的水平。

论文通讯作者、美国谷歌公司朱利安·凯利(Julian Kelly)和同事对“悬铃木”处理器的量子纠错能力进行研究,“悬铃木”包含一个54超导量子比特的二维阵列。他们运行了两种量子纠错码:一种是最多由21个量子比特组成的一维链重复码,用来测试错误抑制能力;另一种是由7个量子比特组成的二维表面码,作为与更大码的设置相容性的原理验证实验。

他们的研究表明,将重复码基于的量子比特数量从5个提高到21个,对逻辑错误的抑制实现了最多100倍的指数增长。同时,这种错误抑制能力在50次纠错实验中均表现稳定。

论文作者认为,这项研究结果表明,量子纠错可以成功将错误率控制在一定范围内,虽然这个错误率还没达到实现量子计算机潜力的阈值,但“悬铃木”架构或已逼近这一阈值。(完)

来源:中国新闻网

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