欧洲科学家首次在离子阱量子计算机上实现双码纠错

欧洲科学家首次在离子阱量子计算机上实现双码纠错

近日，奥地利因斯布鲁克大学与德国亚琛工业大学研究团队在量子计算领域取得重要突破。他们开发出一种创新的量子纠错方法，使量子计算机能够在运行过程中动态切换纠错码，并首次在离子阱量子计算机上使用两种不同的量子纠错码实现了一组通用量子门。

量子计算机在运行过程中容易受到环境干扰而产生错误，而传统计算机的纠错方法并不适用于量子计算。为了解决这一难题，研究团队开发了一种创新的量子纠错方法。这种方法的核心是在两种不同的量子纠错码之间进行动态切换，从而实现更有效的错误抑制。

2022年，由因斯布鲁克大学实验物理系的Thomas Monz和亚琛工业大学量子信息系以及于利希研究中心Peter Grünberg研究所的Markus Müller领导的研究团队，在容错量子比特上实现了一组通用操作，展示了如何在量子计算机上编写算法以有效地纠正错误。然而，不同的量子纠错码也存在不同的难点。简单来说，没有任何一种纠错码能够以简单且受错误保护的方式，实现自由可编程计算所需的所有逻辑量子比特门操作。

为了解决这一难题，Markus Müller研究小组创立了一种新方法，使量子计算机能够在两种纠错码之间以容错方式来回切换。Markus Müller研究小组的博士生Friederike Butt解释说：“通过这种方式，量子计算机可以在第一种代码中遇到难以实现的逻辑门时切换到第二种代码。从而使得实现计算所需的所有门操作变得更加容易。”

这项研究成果已于1月24日发表在《自然・物理》上（IT之家附DOI:10.1038 / s41567-024-02727-2）。