科学家首次为多级量子系统实现了错误,成功打

5月25日,他告知耶鲁大学的研究人员和美国Google的量子智能首次为多个级量子系统犯错,其性能超过了当前最佳的校正技术,并成功地打破了“破碎点”。该结果为更有效的量子信息处理开辟了一种新方法。相关文章于5月15日发表在《大自然》杂志上(Home doi附录:10.1038/s41586-025-08899- y)。量子计算机的核心挑战在于量子状态的脆弱性:环境干扰(噪声)很可能导致信息丢失。为此,纠正量子错误(QEC)要求将量子信息以“逻辑状态”的形式编码以抵抗干扰。以前,仅使用二进制码头来实现错误校正技术(即校正错误后的信息的保真度)优于UNDErtaking)。如今,大多数量子计算机是状态0和1中的两个级量子系统,但是通常不使用其他能量水平。如果这些能量水平完全可用,则量子计算机可以获得更强大的处理能力。在这项实验中,研究人员首次实现了三元和第四纪量子状态的有效误差校正。这个里程碑说明了未来量子计算机通过更大的尺寸量子系统实现更有效的硬件架构和耐错计算的潜力。据官方报道,耶鲁大学的团队使用Botsman-Kitayev-Presskiel(GKP)在超导微波炉的周期性位移阶段的空间中编码嫩的和第四纪逻辑量子状态,从而在单个系统中存储更多的量子信息。在实验中,Qutrit和Quacart信息的使用寿命正确N比非校正平台的使用寿命长82%和87%,增益系数达到1.82和1.87,可与正确和正确的最佳误差放弃性能相当,并且已证明它更好。实验设备由触觉耦合超导kibit(变换)和三维超导微波腔组成。微波腔的振动模式积累了逻辑状态,而塔塔勒姆超导体零件则充当辅助kibits,以帮助编码和校正错误。为了优化错误校正协议,研究人员介绍了学习算法forreinforcement,使代理可以在实验中单独调整45个参数,以最大程度地提高量子存储的忠诚度。这种物理模型的优化策略超出了传统校准方法的复杂性。结果表明,误差校正性能在多个周期中保持稳定s。研究人员指出,校正多级量子错误的好处是:硬件线:单个物理系统可以传输更合乎逻辑的状态并减少计算所需的物理组件数量。算法效率:高维结构有助于更有效地合成量子门,编译算法并模拟复杂的量子系统。此外,GKP四边形与现有的超导体系统兼容,并为将来的体系结构提供了完美的更新。