量子计算新突破：离子阱量子计算机实现双纠错码通用量子门
AI导读：
来自奥地利和德国的研究团队在离子阱量子计算机上首次使用两种不同的量子纠错码实现了一组通用量子门，有效提升了量子计算机的无错误计算能力。研究成果已发表于《自然·物理》杂志。
来自奥地利因斯布鲁克大学和德国亚琛工业大学的一支顶尖研究团队，近日在量子计算领域取得了突破性进展。他们首次在离子阱量子计算机上成功应用两种不同的量子纠错码，实现了一组通用量子门。这一创新方法标志着量子计算机在有效抑制错误、提升无错误计算能力方面迈出了重要一步。相关研究成果已于1月24日在权威科学杂志《自然·物理》上发表。
在计算机科学领域，错误预防与纠正一直是研究的重点。然而，在量子计算机中，由于无法复制未知的量子态，传统的错误纠正方法变得力不从心。这意味着量子计算机在计算过程中难以多次保存量子态，也无法通过比较副本来发现错误，这无疑增加了量子计算的难度。
为了克服这一挑战，量子物理学界从经典计算机科学中汲取灵感，开发出了一种全新的方法——将量子信息分布到多个纠缠的量子比特上，实现冗余存储。这一方法的实现依赖于“纠错码”的定义，不同的纠错码具有不同的特性和应用难度。
早在2022年，该研究团队就已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程算法以有效纠正错误。然而，他们发现不同的量子纠错码各自存在难题。在量子计算领域，尚未有一种纠错码能够轻松实现逻辑量子比特所需的所有门操作，同时又能完全免受错误影响。
为了规避这一难题，该团队提出了一个创新的解决方案：使量子计算机能够在两种纠错码之间以容错的方式来回切换。当第一种纠错码在实现某个逻辑门时遇到困难时，量子计算机可以无缝切换到第二种纠错码，从而确保计算所需的所有门都能得以实现。这一方法不仅提高了量子计算机的纠错能力，更为量子计算的未来发展开辟了新途径。
此次研究成果的发表，不仅彰显了奥地利因斯布鲁克大学和德国亚琛工业大学在量子计算领域的卓越实力，更为全球量子计算研究注入了新的活力。随着量子计算技术的不断发展，我们有理由相信，未来量子计算机将在更多领域展现出其独特的优势和潜力。
（文章来源：科技日报，图片及链接信息保留原样，未做改动）
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