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我科學(xué)家率先實現(xiàn)拓?fù)淞孔蛹m錯 本報合肥2月24日電（記者吳長鋒）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實驗室潘建偉及其同事陳宇翱、劉乃樂等，與澳大利亞、加拿大科學(xué)家合作，在世界上首次成功實現(xiàn)了拓?fù)淞孔蛹m錯，為將來實現(xiàn)真正的量子計算打下了堅實的基礎(chǔ)。該研究成果發(fā)表在2月23日出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。據(jù)悉，這是量子信息領(lǐng)域以中國為第一單位發(fā)表在《自然》雜志上的首篇長文。 量子計算機(jī)由于其超越經(jīng)典計算機(jī)極限的強(qiáng)大并行運(yùn)算能力，成為科學(xué)家們夢寐以求的目標(biāo)。量子計算機(jī)不可避免地與環(huán)境耦合而產(chǎn)生的各種噪聲使計算過程產(chǎn)生各種錯誤，這個問題長期困擾著學(xué)術(shù)界。國際上以往提出的眾多量子糾錯方案中，一般采用對每一步邏輯操作都進(jìn)行量子糾錯的方法，要求每一步的錯誤發(fā)生率都不得高于10-5量級，而這么低的容錯率是目前任何實驗手段都無法實現(xiàn)的。 近年來，學(xué)術(shù)界提出了拓?fù)淞孔蛹m錯這一全新概念，把量子態(tài)的拓?fù)湫再|(zhì)應(yīng)用于量子糾錯過程中，從而將量子糾錯中可容忍的最高邏輯操作錯誤發(fā)生率提高了三個數(shù)量級，達(dá)到10-2量級。這是目前已知擁有最高容錯率的量子計算方案，從而使得可擴(kuò)展容錯性量子計算在現(xiàn)實條件下成為可能。 據(jù)悉，潘建偉團(tuán)隊經(jīng)過3年研究發(fā)展了一套全新的實驗技術(shù)，將雙光子糾纏的亮度提高了4—5倍，八光子簇態(tài)的總效率至少提高了200倍，僅用80天時間就完成了以前幾乎不可能實現(xiàn)的實驗。同時，研究人員設(shè)計了一種特殊的濾除噪聲的八光子干涉儀，成功制造出并觀測到了具有拓?fù)湫再|(zhì)的八光子簇態(tài)，并將此簇態(tài)作為量子計算的核心資源，實現(xiàn)了拓?fù)淞孔蛹m錯。實驗結(jié)果顯示, 在拓?fù)淞孔佑嬎愕倪^程中可以完全糾正出現(xiàn)在任意量子比特上的單比特錯誤，而且當(dāng)每個量子比特都以相同的概率發(fā)生錯誤時，受保護(hù)的量子關(guān)聯(lián)的有效錯誤率會大大降低。 (中國科技網(wǎng))
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