我国科学家在量子计算纠错领域取得突破性进展,向实用化迈出关键一步

科技
2026 02-04 17:27:35
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量子计算领域的“圣杯”之一——量子纠错,今日迎来重要进展。中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队,在国际学术期刊《自然》上在线发表了一项突破性研究成果。该团队通过自主研发的新型量子调控技术,成功将编码后的逻辑量子比特的相干寿命提升至原有水平的数倍,实现了对量子错误更有效的抑制,标志着我国在容错量子计算研究领域迈出了至关重要的一步。

量子计算机的核心优势源于量子比特(Qubit)的叠加与纠缠特性。然而,量子系统极其脆弱,环境噪声极易导致量子态退相干,产生计算错误。这是阻碍量子计算机走向实用化的最大瓶颈。量子纠错技术,即通过将多个容易出错的物理量子比特编码成一个更稳定、受保护的“逻辑量子比特”,并通过实时监测和纠正错误来实现可靠计算,被认为是实现大规模通用量子计算的必由之路。

此次研究中,团队利用超导量子计算平台,设计并实现了一套高效的量子纠错方案。他们不仅成功制备了高保真度的逻辑量子比特,更重要的是,通过动态反馈控制,在错误发生并扩散之前就进行了精确的侦测与修正。实验数据显示,经过纠错编码的逻辑量子比特,其有效相干时间显著超越了编码前单个物理量子比特的最佳值。这一关键指标(即盈亏平衡点)的超越,证明了纠错机制的有效性,是走向“量子优越性”实用化的一个里程碑。

业内专家评价称,该成果如同为脆弱的量子计算“内核”穿上了一层坚固的“保护甲”,虽然距离构建包含成千上万个逻辑量子比特的实用型量子计算机仍有长路要走,但本次突破无疑验证了量子纠错技术路线的可行性,为后续开发更复杂、规模更大的量子纠错系统提供了宝贵的理论依据和实践经验。随着纠错能力的持续提升,量子计算在密码破译、材料设计、人工智能及药物研发等领域的革命性应用将加速从蓝图走向现实。


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