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記者24日從(cong) 中國科學技術大學了解到，該校潘建偉(wei) 、朱曉波、陳宇翱團隊，清華大學馬雄峰團隊，以及牛津大學等機構的科學家們(men) 用超導量子比特，對五量子比特糾錯碼進行了實驗探索，在超導量子係統上驗證了用超導量子比特實現量子糾錯碼的可行性。研究成果日前發表於(yu) 《國家科學評論》上。
要實現通用容錯的量子計算，關(guan) 鍵在於(yu) 量子糾錯。量子糾錯中，一個(ge) 重要的裏程碑是實現優(you) 於(yu) 簡單的物理量子比特的邏輯量子比特的糾錯。在未來10年，實現通用量子糾錯碼仍然是最大的挑戰和難題。
研究人員首先對超導量子比特進行專(zhuan) 門的實驗優(you) 化，實現了100多個(ge) 量子門。用於(yu) 實現五量子比特糾錯碼的設備是一個(ge) 12比特超導量子處理器。在這12個(ge) 量子比特中，研究人員選擇了5個(ge) 相鄰的量子比特來進行實驗，這些量子比特是通過電容耦合到它們(men) 最近的比特的。經過仔細校正和對門參數的優(you) 化，實現單比特門的平均保真度為(wei) 0.9993，兩(liang) 比特門的平均保真度為(wei) 0.986。僅(jin) 通過使用單量子比特旋轉門和兩(liang) 量子比特受控相位門，研究人員實現了對邏輯態進行編碼和解碼。
在此基礎上，研究人員在理論上編譯和優(you) 化了編碼過程，使最鄰近受控相位門的數量減少到8個(ge) ，最終實現了功能齊全的五比特糾錯碼的基本組成部分，其中包括將通用邏輯量子比特編碼為(wei) 糾錯碼。隨後，研究人員對糾錯碼的關(guan) 鍵特征進行了驗證，包括識別任意單比特錯誤、邏輯態的邏輯門操作等，從(cong) 而實現所謂“完美編碼”。
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