IT之家 11 月 16 日消息，谷歌量子人工智能（Google Quantum AI）帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，在完善量子計(jì)算方面邁出了具有里程碑意義的一步。
目前在制造可靠的量子計(jì)算機(jī)方面，其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是解決量子比特（qubits）的重要缺陷：容易在位翻轉(zhuǎn)（bit-flip）和相位翻轉(zhuǎn)（phase-flip）時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。
目前業(yè)內(nèi)主推量子糾錯(cuò)（QEC）方式，遏制位翻轉(zhuǎn)和相位翻轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。谷歌在論文中表示，通過深入研究其超導(dǎo)量子比特（transmon qubits），發(fā)現(xiàn)量子比特的錯(cuò)誤更深層次原因是泄漏態(tài)（leakage states）。
泄漏態(tài)在量子操作中會(huì)污染附近的比特，特別是在廣泛使用的 CZ 門操作期間，導(dǎo)致操作錯(cuò)誤，阻礙算法的執(zhí)行。
為了克服這個(gè)挑戰(zhàn)，研究人員引入了一種稱為 Data Qubit Leakage Removal（DQLR）的全新量子操作。
DQLR 專門針對數(shù)據(jù)比特中的泄漏態(tài)，并高效地將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算態(tài)（computational states）。
這個(gè)過程涉及到兩比特門--Leakage iSWAP，這是受到 CZ 門啟發(fā)，后續(xù)通過迅速重置度量比特以消除錯(cuò)誤。
該研究表明，DQLR 顯著降低了所有量子比特的平均泄漏態(tài)比重，從近 1% 降低到約 0.1%。重要的是，DQLR 防止了在實(shí)施之前觀察到的數(shù)據(jù)量子比特泄漏逐漸增加。
研究人員強(qiáng)調(diào)，僅靠清除滲漏是不夠的。他們進(jìn)行了量子糾錯(cuò)（QEC）實(shí)驗(yàn)，在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)交錯(cuò)使用 DQLR，確保與邏輯量子態(tài)的保存兼容。結(jié)果顯示，檢測概率指標(biāo)有顯著改善。
此外，DQLR 的表現(xiàn)優(yōu)于一種稱為“測量泄漏去除”（MLR）的方法，該方法在有效減少泄漏的同時(shí)，也擦除了存儲(chǔ)的量子態(tài)。
IT之家附上論文參考地址：Miao, K.C., McEwen, M., Atalaya, J. et al. Overcoming leakage in quantum error correction. Nat. Phys. (2023). https://doi.org/10.1038/s41567-023-02226-w
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