AI导读：

澳大利亚新南威尔士大学工程师成功演示了基于量子力学的“锑猫”实验，为量子计算提供了一种全新且更稳健的方法，解决了量子计算领域中的最大挑战之一——纠错问题，相关成果已发表在《自然·物理学》杂志上。

澳大利亚新南威尔士大学的工程师团队近日成功演示了一项基于量子力学的“锑猫”实验，为量子计算领域带来了一种全新的、更加稳健的方法。该方法在解决量子计算领域中的最大挑战之一——纠错问题上取得了重要突破，相关研究成果已发表在最新一期的《自然·物理学》杂志上。

这项思想实验灵感来源于著名的“薛定谔的猫”概念，即一只猫的生死取决于一个放射性原子的衰变情况。根据量子力学的原理，在未被直接观察的情况下，这个原子被认为处于叠加态，即同时处于衰变和未衰变的双重状态。这种叠加态导致了一个令人困惑的结论：猫处于既死又活的叠加态。科学家常用“薛定谔的猫”来比喻量子态的叠加。

在量子计算中，如果用自旋来描述量子比特，通常将“自旋向下”作为“0”态，将“自旋向上”作为“1”态。然而，一旦自旋方向发生突然改变，就会立即出现逻辑错误，即“0”变成“1”，或者反之。这种脆弱性一直是量子信息面临的主要问题。

与“薛定谔的猫”实验不同，此次新南威尔士大学的研究团队使用的是锑原子而非猫。他们利用锑原子的自旋方向来编码量子信息。锑原子具有8个不同的自旋方向，这使得其量子态的叠加比传统的量子比特更为复杂。在锑原子自旋的相反方向上，叠加态不仅仅是“1”和“0”的叠加，因为叠加态的两个分支之间存在多个量子态。这种特性使得锑原子在自旋方向突然改变时，不会立即导致逻辑错误的发生。即使出现单个错误，也不会立即扰乱量子信息，从而提供了更高的容错性。

研究领导者、新南威尔士大学教授安德烈亚·莫雷洛形象地解释，俗话说猫有9条命，而在他们的研究中，锑原子就像有7条命的猫，需要连续出现7个错误才会将“0”变成“1”。这一特性为量子计算提供了更高的稳定性和容错性。

此外，研究团队还将锑原子嵌入在硅量子芯片中，实现了对量子态的精确控制。这一技术突破不仅为量子计算提供了新的可能，而且从长远来看，该技术还有望使用与制造计算机芯片类似的方法来扩展生产，进一步推动量子计算的发展。

（文章来源：科技日报，图片来源：原文未提供）