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有效提升量子计算机纠错能力的简易修改方法 物理系大二的时候，Bonilla 被要求查看一些常用的纠错代码，并思考能够对其加以改进。有趣的是，通过在设计中翻转一半的量子比特（Qubit），他们发现能够将抑制错误的能力有效地提升一倍。 最近，研究合著者 Steve Flammia 博士还将工作从悉尼大学转到了 AWS 量子计算项目。在量子硬件的开发过程中，该公司发现纠错技术在其中扮演着重要的角色。 AWS 高级量子研究科学家 Earl Campbell 博士补充道：在普通人看到量子计算机带来切实的效益之前，从业者们仍面临着大量的工作。 但在看到这项研究工作后，他还是对量子纠错代码的如此细微的改进、以及可能对预测性能产生如此大的影响而感到惊讶不已。 在此基础上，AWS 量子计算中心团队还期待着与各界展开更加深入的合作，探讨其它有前途的替代方案，让新颖且强大的量子计算技术更接近于现实。 图1.位于方格顶点上的量子比特 当前半导体行业广泛采用的数字晶体管，发生错误的几率还是极少的。我的日常生活中的智能手机、笔记本电脑、以及超级计算机，都在沿用传统的计算机设计方案。 然而量子计算机中的“开关”（又称量子比特），对外部环境的干扰（或噪声）特别敏感。为了让量子计算机能够投入实际运用，科学家表示需拥有大量高质量的量子比特。 图2.XZZX 与开放边界 CSS 表面代码的最大似然解 其中一种方法，就是通过各种改进，来降低量子计算机的噪声水平。同时利用机器的某些能力，来抑制低于特定阈值的错误量子比特（也就是所谓的量子误差校正）。 耶鲁大学量子研究计划助理教授 Shruti Puri 表示，她带领的研究团队，对将“纯粹且优雅”的新代码运用于相关工作中深感兴趣。 图3.两种表面代码的阈值预估 Shruti Puri 指出：尽管相关代码已经被广泛研究了将近 20 年，但这项研究却通过简单的修改而实现了卓越的纠错性能。 对于耶鲁大学和其它正在开发新一代量子技术的研究团队来说，新代码有助于极大地缩减达成可伸缩量子计算的时间。 图4.使用匹配解码 器的 XZZX 代码阈值 研究合著者、物理学院的 David Tuckett 博士表示：“这有点像是与量子对手玩战舰棋游戏，从理论上来讲，他们可以将棋子放在板上的任何位置。但在数百万场游戏之后，我们总能知晓某些潜在的招数”。 有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然通讯》（Nature Communications）期刊上，原标题为《The XZZX Surface code》。 相关链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-22274-1 关键词： 量子计算机
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