科学家演示容错量子计算基本构建模块无错量子计算或成可能

最近，科学家们展示了容错量子计算所需的基本构建模块，或使无错量子计算成为可能。

与现有的经典计算机相比，量子计算机天生更容易受到干扰，因此量子计算离不开纠错否则，错误将在系统中不受控制地传播，最终导致信息丢失

1982年，W.K.Wootters和W.H.Zurek等科学家提出了单量子不可克隆定理，即量子力学中任何未知量子态的全同复制过程都是不可能的因此，科学家将逻辑量子信息分发到多个物理系统的纠缠态，实现信息冗余

此次，奥地利因斯布鲁克大学实验物理系Thomas Monz和亚琛工业大学德国乌尔里希研究中心Markus Müller首次在离子阱量子计算机中成功演示了设置在两个逻辑量子位上的容错通用门相关结果发表在《自然》杂志上对于现实世界中的量子计算机，我们需要一组通用的量子门来编程所有的算法因斯布鲁克实验物理学家卢卡斯·波斯特勒说

前面提到的团队在离子阱量子计算机上实现了一个通用量子门集，它包括16个被捕获的原子量子信息存储在两个逻辑量子位中，每个量子位分布在七个原子上这是第一次在容错量子位上实现两个计算门，这是通用门集所必需的因为在容错量子位中，很难实现基于两个量子位和一个逻辑T门的计算操作

前述团队通过在逻辑量子位中制备一种特殊状态，并通过纠缠门操作将其传输到另一个量子位，从而演示了T门在编码的逻辑量子位中，存储的量子信息受到保护，不会出错但是这样的量子比特没有计算是没有用的，操作本身也容易出错因此，研究人员对逻辑量子位进行操作，使得基本物理操作引起的错误可以被检测和纠正，并在编码的逻辑量子位上实现了第一次通用门集的容错演示

研究人员在经典计算机上通过数值模拟验证了实验结果，并致力于在更大规模，更实用的量子计算机上实现前述方法该团队表示，他们在离子阱量子计算机上演示的方法也可以用于其他量子计算机架构

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