內置糾錯功能的物理量子比特問世

　　日本東京大學、德國約翰內斯·古騰堡大學和捷克帕拉茨基大學研究人員組成的團隊，最近展示了一種構建光子量子計算機的新方法。該團隊沒有使用單個光子，而是采用了激光產生的光脈沖，該脈沖可由多個光子組成。該研究發表在新一期《科學》雜志上。

　　量子比特非常容易受到外部影響，這意味著它們存儲的信息很容易丟失。為了保證量子計算機提供可靠的結果，有必要產生一個真正的糾纏，將幾個物理量子比特連接在一起，形成一個邏輯量子比特。如果其中一個物理量子比特發生故障，其他量子比特將保留信息。然而，阻礙功能量子計算機發展的主要困難之一是需要大量的物理量子比特。

　　單光子通常用作物理量子比特。從某種意義上說，這些光子是微小的光粒子，本質上比固態量子比特運行得更快，但同時也更容易丟失。

　　研究團隊此次將激光脈沖轉換為量子光學狀態，從而提供了糾正錯誤的固有能力。雖然該系統僅由激光脈沖組成，但原則上它可立即消除錯誤。因此，無需通過大量光脈沖將單個光子生成為量子比特，然后讓它們作為邏輯量子比特相互作用這一過程。

　　研究人員表示，他們只需要一個光脈沖就可獲得一個強大的邏輯量子比特。換句話說，在這個系統中，物理量子比特已經等同于邏輯量子比特。這是一個非凡而獨特的概念。

　　雖然東京大學實驗產生的邏輯量子比特的質量還不足以提供必要的容錯水平。但新研究清楚地表明，使用最具創新性的量子光學方法將不可普遍校正的量子比特轉換為可校正的量子比特是可能的。