12月25日訊（編輯 黃君芝）在量子計算中，一個量子比特或“量子位”是一個信息單位，就像經(jīng)典計算中的二進制位一樣。二十多年來，物理學家和工程師們向世界展示了量子計算在原則上是可能的，通過操縱量子粒子——無論是原子、離子還是光子，來創(chuàng)造物理量子位。

但是，成功地利用量子力學的奇異之處進行計算，比簡單地積累足夠多的物理量子位要復雜得多，因為物理量子位本身就不穩(wěn)定，容易從量子狀態(tài)中崩潰。

創(chuàng)建邏輯量子位作為可控單元——就像經(jīng)典比特一樣，一直是該領域的一個基本障礙，人們普遍認為，除非量子計算機能夠在邏輯量子位上可靠地運行，否則技術無法真正起飛。

近期，一組來自美國哈佛大學的團隊在尋求穩(wěn)定、可擴展的量子計算方面實現(xiàn)了一個關鍵的里程碑。該團隊首次創(chuàng)建了一個可編程的邏輯量子處理器，能夠編碼多達48個邏輯量子比特，并執(zhí)行數(shù)百個邏輯門操作。

據(jù)悉，他們的系統(tǒng)是第一個在糾錯量子計算機上執(zhí)行大規(guī)模算法的演示，預示著早期容錯或可靠不間斷量子計算的到來。研究人員將這一成就描述為一個可能的轉折點。

研究人員說，“我認為這是一個非常特別的事情即將到來的時刻。盡管未來仍有挑戰(zhàn)，但我們預計這一新的進展將大大加速大規(guī)模、有用的量子計算機的發(fā)展。”

這一突破建立在多年來對一種稱為中性原子陣列的量子計算架構的研究之上，該架構也是在哈佛大學的實驗室中首創(chuàng)的。最新研究成果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。

具體而言，一塊超冷的懸浮銣原子是這個系統(tǒng)的核心。這些原子，作為系統(tǒng)的物理量子位，可以移動和形成對或成為“糾纏”在計算過程中。糾纏的原子對聚集在一起形成量子門，這是代表計算能力的單位。該團隊此前在糾纏操作中展示了低錯誤率，從而確立了中性原子陣列系統(tǒng)的可靠性。

在他們的邏輯量子處理器中，科學家們現(xiàn)在已經(jīng)證明了使用激光對整個邏輯量子位部分的并行多路控制。與單獨控制物理量子位相比，這種方法更高效且可擴展。

“我們正試圖標志著這一領域的轉變，開始用糾錯量子位而不是物理量子位測試算法，并為更大的設備開辟道路。”他們說。