使用逻辑量子位来制造可以纠正错误的量子计算机

哈佛大学的物理学家、计算机科学家和信息机器专家团队与 QuEra 计算公司、马里兰大学和麻省理工学院的同事合作，创建了一台具有有史以来数量最多的逻辑量子比特的量子计算机。在《自然》杂志上发表的论文中，该小组描述了他们如何构建计算机以及测试时计算机的性能如何。

最近，量子计算领域的几位知名人士建造了超过 1000 肘的量子计算机，为此类计算机提供了比以往任何时候都更强的计算能力。不幸的是，它们都需要进行大量的纠错，这一问题阻碍了此类计算机成为主流。

此类系统的制造商正在研究减少问题的方法，但到目前为止，尚未找到真正的解决方案。其他参与者已经使用基于逻辑量子位而不是基于硬件的量子位的不同方法进入量子计算机研究领域。

逻辑量子位是通过量子纠缠连接的量子位的分组。基于逻辑量子位的机器依赖于内置的纠缠冗余，而不是依赖信息的冗余副本作为纠错协议。在这项新研究中，研究团队构建了一台具有 48 个逻辑量子位的量子计算机，这是迄今为止任何团队中最多的。

这台新计算机是通过在真空室中分离数千个铷原子而构建的。然后，研究小组使用激光和磁铁将原子冷却到接近绝对零。他们使用其他激光从 280 个原子创建量子位，然后将它们纠缠在一起，并能够一次创建 48 个逻辑量子位。逻辑量子位通过光镊进行交互，从而无需电线。

该机器的初步测试表明，在执行计算时，他们的量子计算机比其他基于物理量子位的大型机器的错误更少。研究人员表示，他们的机器代表了朝着创建通用量子计算机的最终目标又迈出了一步，该计算机可以执行使用当前计算机技术尚无法实现的计算和组合数学。

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