我科学家实现首次拓扑量子纠错

    本报合肥2月23日电 记者李陈续从此间获悉,今天出版的国际权威学术期刊《自然》,重点报道了中国科技大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟及其同事陈宇翱、刘乃乐等的研究成果,这项在世界上首次成功实现拓扑量子纠错的研究,取得了可扩展容错性量子计算领域的重大突破。据悉,这也是量子信息领域以中国为第一单位发表在《自然》上的首篇长文。

    量子计算机由于其超越经典计算机极限的强大并行运算能力,成为科学家们梦寐以求的目标。然而,学术界公认的长期困扰其物理实现的最大问题“消相干效应”,即量子计算机不可避免地与环境耦合而产生的各种噪声使计算过程产生各种错误,一直没有得到很好的解决。

    在中科院、科技部和国家自然科学基金委支持下,潘建伟团队经过3年的艰苦研究,创造性地发展了一套全新实验技术,将双光子纠缠的亮度提高了4-5倍,八光子簇态的总效率至少提高了200倍,仅用80天时间就完成了以前几乎不可能实现的实验。同时,研究人员还设计了一种特殊的滤除噪声的八光子干涉仪,成功制造出并观测到了具有拓扑性质的八光子簇态,并将此簇态作为量子计算的核心资源,实现了拓扑量子纠错。

    这项工作在实验上迈出了可扩展容错性量子计算的第一步,在量子计算领域具有里程碑式的意义。《自然》审稿人评价是“非常重要的原理性实验,一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”,并专门发布新闻简报,邀请著名量子光学专家詹姆士·佛兰松教授撰文介绍。