建设淘宝客网站.lc和ev,做建材去什么网站,建设商城购物网站,网络推广公司北京内容来源#xff1a;量子前哨#xff08;ID#xff1a;Qforepost#xff09; 文丨娴睿/慕一 排版丨沛贤
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深度好文2000字丨8分钟阅读 摘要量子计算公司Alice Bob和QUANTIC团队国立巴黎高等矿业学院PSL分校、巴黎高等师范学院和法国国家信息与自动化研究所在《Nature》上发布最新研究成果--通过研究猫态量子比特控制比特翻转时间从数毫秒大幅延长至数十秒该方法优于其他超导量子比特方案数千倍。
2024年5月23 日量子计算公司 Alice Bob 宣布在《Nature》杂志上发表其最新的基础性研究成果展示了其猫态量子比特技术的重大进展。这项名为 “通过猫态量子比特的受控比特翻转时间超过十秒”的研究是与QUANTIC团队国立巴黎高等矿业学院PSL分校、巴黎高等师范学院和法国国家信息与自动化研究所合作完成突出表现超导量子比特稳定性达到空前提高是实现实用化容错量子计算的重要里程碑。 AliceBob图片来自网络
量子比特qubits与各种环境因素易产生相互作用且不易控制所以很容易出现多种类型的错误而纠正这些错误的常见策略是基于巨大硬件开销的量子比特架构。一种可能的解决方案是构建本质上可以防止某些类型错误的量子比特这样可以大大减少纠正其余错误所需的开销。
然而这一策略依赖于一个条件对量子比特的任何量子操作都不能破坏已精心设计的保护。一种称为 猫态量子比特cat qubit的量子比特被编码在量子动力学系统的亚稳态流形中以获得持续、自主的防止比特翻转的保护。
通常量子计算机面临两类错误比特翻转和相位翻转。猫量子比特能指数级减少比特翻转这类似于数字计算中的经典比特翻转。因此剩下的相位翻转可以用更简单的纠错码来更有效地解决。
Alice Bob公司在超导电路实验中实现了受控比特翻转时间超过10秒的猫态量子比特这比之前发布的猫态量子比特提高了4个数量级。他们制备并获得了量子叠加态成像测得的相位翻转时间大于490ns。
最重要的是他们是在没有破坏比特翻转保护的情况下控制了这些量子叠加态的相位。这项实验以超高水平展示了量子控制与固有比特翻转保护的兼容性表现出这类量子比特在未来量子技术中应用的可行性。
Alice Bob公司的研究人员将受控比特翻转时间从毫秒级大幅延长至数十秒优于其他超导量子比特方案数千倍。
Alice Bob 公司联合创始人CTO拉斐尔-莱斯坎内Raphaël Lescanne说这次合作很成功我们充分利用猫态量子比特来设计在保持量子控制的同时实现了超长的比特翻转时间。未来任重道远我们将继续应对量子纠错方面的挑战。”
据悉研究人员曾使用 Alice Bob 的“Boson 3”芯片组打破过纪录该芯片组采用了名为“TomCat”的猫态量子比特设计。TomCat采用了一种高效的量子断层扫描测量协议可以在不使用Transmon的情况下控制量子态Transmon 是许多量子公司常用的电路但却是猫态量子比特的比特翻转的主要来源之一。这种设计还最大限度地减少了量子比特在芯片上的占用空间去除了传动系统、电缆和仪器使这种稳定的量子比特具有可扩展性。 最近Alice Bob公开了他们的新型“Boson 4”芯片组由于猫态量子比特具有一项奇妙的特性它们可以指数级抑制比特翻转错误同时相位翻转错误仅呈线性增加。而Boson4受控比特翻转的时间超过了7分钟所以Boson 4的性能优于其他超导量子比特。并且该研究成果已成功发表在《Nature》杂志上。 比特翻转时间图示图片来自Alice Bob官网
该研究中突出的关键进展包括
1、增强量子控制研究小组展示了对相干叠加相位的控制与宏观比特翻转时间的兼容这是实现将猫态量子比特扩展到完全受保护的硬件架构的必要步骤。
2、显著减少量子错误通过利用一个固有的稳定系统来防止比特翻转只有相位翻转才是主要的错误源。为了更有效地纠正这些错误与使用二维码来纠正这两种错误不同一维码更高效地解决了相位翻转问题。Alice Bob的CEO Theau Peronnin 说Alice Bob 致力于进一步提高猫态量子比特的稳定性并改进量子纠错方法。这项研究得到了《Nature》杂志的认可凸显了延长比特翻转时间的可行性这是其他超导量子比特所无法比拟的。”
Alice Bob公司认为一台有用的量子计算机至少应具有100个逻辑量子比特和10e-8的错误率Boson 4则解决了实现这一目标的第一个挑战——比特翻转时间。所以Alice Bob公司正计划进一步推进其技术。下一次迭代将专注于提高猫态量子比特的相位翻转时间和读出保真度以达到其新架构的设计要求从而打造一台能提供100个逻辑量子比特的量子计算机。 *从用于二维低开销量子计算的LDPC-cat码中展示了用1500个物理量子比特创建100个高保真逻辑量子比特所需性能在执行Z门的过程中发生错误的概率执行该操作改变了猫态量子比特的相位。图片来自Alice Bob官网 Alice Bob 是一家总部位于巴黎和波士顿的量子计算公司其目标是创建第一台通用型容错量子计算机。Alice Bob成立于2020年目前已筹集到3000万欧元资金雇佣了超过95名员工并取得了超越谷歌或IBM等科技巨头的实验成果。Alice Bob 专注于猫态量子比特cat qubits的技术研究这是该公司创始人开发的一项开创性技术后来被亚马逊采用。
最近Alice Bob 展示了其猫态架构的强大功能与其他路线相比它可以将构建实用的大规模量子计算机的硬件要求降低多达 200 倍。目前Alice Bob猫态量子比特可供任何人通过云访问进行测试。
参考资料
1.https://alice-bob.com/newsroom/alice-bob-cat-qubit-published-in-nature/
2.https://alice-bob.com/products/quantum-cloud-felis/boson-4/
3.https://www.nature.com/articles/s41586-024-07294-3
