據國外媒體報道，來自日本理化學研究所的研究人員通過在一個三量子比特的硅基量子計算系統中演示糾錯，實現了向大規模量子計算邁出的重要一步。這項工作發表在《自然》雜志上，可能為實現一種實用的量子計算機鋪平道路。

量子計算機是當今研究的一個熱點領域，有望使解決某些傳統計算機難以解決的重要問題成為可能。它們使用完全不同的架構，使用量子物理學中發現的疊加狀態，而不是傳統計算機中使用的簡單的1或0二進制位。然而，由于它們是以完全不同的方式設計的，對環境噪聲和其他問題非常敏感，如退相干，并且需要糾錯以使它們能夠進行精確計算。

一個重要挑戰是選擇什么系統能夠最好地充當 "量子比特"，這是用于進行量子計算的基本單位。不同的候選系統有其自身的優勢和劣勢。今天一些流行的系統包括超導電路和離子，它們的優點是已經證明了某種形式的糾錯，允許它們投入實際使用，盡管規模很小。硅基量子技術在過去十年才開始發展，它的優勢在于利用了類似于通常用于將數十億晶體管集成在一個小芯片中的半導體納米結構，因此可以利用當前的生產技術。

然而，硅基技術的一個主要問題是缺乏錯誤連接的技術。研究人員之前已經證明了對兩個量子比特的控制，但這對于糾錯來說是不夠的，這需要一個三量子比特系統。

在目前由理化所新興物質科學中心和理化所量子計算中心的研究人員進行的研究中，該小組實現了這一壯舉，展示了對一個三量子比特系統的完全控制，從而首次提供了硅中量子糾錯的原型。他們通過實現一個三量子比特的Toffoli-type量子門來實現這一目標。

據論文的第一作者武田健太說："在量子點中實現量子糾錯碼的想法，大約在十年前就提出來了，所以這并不是一個全新的概念，但材料、器件制造和測量技術方面的一系列改進，使我們能夠成功地完成這項工作。我們非常高興能取得這一成果"。

該研究小組的負責人稱，他們下一步將是擴大系統的規模。為此，最好能與有能力大規模制造硅基量子器件的半導體工業集團合作。(南山)

標簽： 三量子比特 硅基量子計算系統 演示糾錯 三量子比特的硅基量子計算系統演示糾錯