QC资讯丨南加州大学的研究称动态解耦技术提高了量子计算机的性能

一种8量子比特的量子处理器，为小型量子计算机提供动力。图片来自：Rigetti Computing

南加州大学(USC)的科学家提出了一种提高量子计算机性能的创新方法。这种称为动态解耦(DD)的技术通过抑制计算过程中的错误计算来提高结果的保真度——这是提高量子计算机性能的重要步骤。

“这是向前迈出的一步。”南加州大学量子信息科学与技术中心主任Daniel Lidar说。

“没有错误抑制，量子计算就无法超越传统计算。”

量子计算机的工作方式与传统计算机完全不同。量子计算机使用量子比特作为计算的基本构建块。

今天的量子计算机只包含几个量子比特，因为任何增加更多量子比特的尝试都会使它们容易受到环境噪声的影响，最终会扰乱计算过程并导致错误的计算。南加州大学科学家声称他们的最新研究解决了量子计算机的这种阻碍了它们发挥其实际潜力的弱点。

在这项研究中，Rigetti Computing和IBM为研究人员提供了对其小型通用量子计算机的云访问：Rigetti的19量子比特Acorn和IBM的16量子比特QX5。

为了在实验中实现动态解耦，研究人员使用了具有少量电磁能量的定时脉冲，并将其聚焦在超导量子比特上。通过以一种受控方式使用脉冲，它们能够将量子比特封装在一个微环境中，该微环境与周围的环境噪声隔离。该技术使研究人员能够在他们的计算机中保持住量子态。

“我们尝试了一种简单的机制来减少机器中的错误，结果证明是有效。”南加州大学的博士生和该研究的第一作者Bibek Pokharel说。

在这些实验中，时间序列异常小，最多200个脉冲跨越600纳秒。

结果令团队感到鼓舞。IBM量子计算机的最终保真度从28.9％提高到88.4％。对于Rigetti Acorn量子计算机，最终保真度从59.8％提高到77.1％。

研究结果还表明，更多的脉冲总能增强Rigetti计算机的保真度效果。但是，对于IBM计算机，最大限制为大约100个脉冲。

总的来说，动态解耦技术比任何其他量子误差校正方法都能得到更好的结果。

该研究的结果发表在《物理评论快报》杂志上。

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