日本研究人员在硅基量子计算机领域取得突破-600学习网

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8月29日C114新闻(南山)据外国媒体报道，日本物理化学研究所的研究人员通过演示基于三量子位硅的量子计算系统中的纠错，实现了大规模量子计算的重要一步。这项发表在《自然》杂志上的工作可能为实现实用的量子计算机铺平了道路。

量子计算机是当今的一个热门研究领域，它有望解决一些传统计算机难以解决的重要问题。他们使用一种完全不同的架构，使用量子物理中的叠加态，而不是传统计算机中使用的简单的1或0位。但是，由于它们的设计方式完全不同，因此它们对环境噪声和其他问题(如退相干)非常敏感，需要进行校正，以使它们能够执行准确的计算。

一个重要的挑战是选择哪一个系统能够最好地充当”量子比特”，这是量子计算的基本单元。不同的候选系统有各自的优缺点。今天一些流行的系统包括超导电路和离子。他们的优势是，他们已经证明了某种形式的错误纠正，允许他们投入实际使用，尽管规模很小。硅基量子技术在过去十年才开始发展。它的优点是它使用半导体纳米结构，类似于通常用于将数十亿晶体管集成到一个小芯片中的半导体纳米结构。因此，可以使用当前的生产技术。

然而，硅基技术的主要问题之一是缺乏错误的连接技术。研究人员之前已经证明，控制两个量子比特不足以进行纠错，而纠错需要三个量子比特系统。

在物理与化学研究所新兴材料科学中心和物理与化学学院量子计算中心的研究人员进行的当前研究中，该团队实现了这一壮举，并演示了对三量子比特系统的完全控制，从而首次提供了硅中量子纠错的原型。他们通过实现一个三量子比特的托弗利型量子门来实现这个目标。

论文的第一作者武田建泰表示，”在量子点中实现量子纠错码的想法是在大约十年前提出的，因此这不是一个新概念，但材料.器件制造和测量技术的一系列改进使我们能够成功地完成这项工作。我们很高兴能够取得这一成果”。

研究团队的负责人表示，他们的下一步将是扩大该系统的规模。为此，最好与能够大规模制造硅基量子器件的半导体行业集团合作。

来源：C114通信网络