Quantum研究人员创建了一个纠错猫 - 新设备与Qualum纠错

耶鲁物理学家已经开发出了一个错误纠正的猫 - 一个新的设备，将Schrödinger的猫概念相结合（一次存在于两个状态的物理系统），其能够在量子计算中修复一些最棘手的错误。

这是耶鲁努力掌握和操作有用量子计算机所需的物理的最新突破：纠正诸多量子信息的易碎位中裁剪的错误流，同时执行任务。

关于发现的新研究报告显示在“自然”中。高级作者是Michel Devoret，Yale的F.W.Beinecke应用物理和物理学教授。该研究的首先作者是Alexander Grimm，这是德国德国瑞士保罗·舒勒研究所的一个职业赛道科学家的德国博士助理，德国省德国州德国省的研究生。

Quantum Computers有可能通过能够比今天超级计算机的速度更快的计算来改造一系列行业，从药品到金融服务。

Yale - 由Devoret，Robert Schoelkopf，Andsteven Girvin领导 - 继续建立在二十几十年的突破性量子研究。耶鲁建立量子计算机的方法称为“电路QED”，并在超导微波谐振器中使用微波灯（光子）粒子。

在传统计算机中，信息被编码为0或1。在计算期间裁剪的唯一错误是“位翻转”，当意外的信息意外翻转0到1或反之亦然时。纠正它的方式是通过建立冗余：使用三个“物理”位信息来确保一个“有效” - 或准确的位。

相反，量子信息位 - Qubits - 受到比特翻转和“相位翻转”的影响，其中Qubit在量子叠加之间随机翻转（当两个相反的状态同时存在时）。

到目前为止，量子研究人员试图通过增加更大的冗余来解决错误，需要对每个有效量子位进行丰富的物理额度。

进入猫量子比特 - 名为Schrödinger的猫，着名的悖论用于说明叠加的概念。

这个想法是将一只猫放在一个装有放射源和毒药的密闭盒子里，如果放射性物质的原子腐烂，就会触发这种毒药。Quantum物理学的叠加理论表明，直到有人打开盒子，猫都是活着的，死亡，是各国的叠加。打开盒子观察猫会导致它随机突然改变其量子状态，强迫它是活着的还是死亡。

“我们的工作从一个新想法流动。为什么不使用聪明的方式在单个物理系统中编码信息，以便直接抑制一种类型的错误？“德国问道。

与维护一个有效QUBET所需的多个物理QUBITS不同，单个CAT QUB可以通过自身防止相位翻转。CAT Qubit在单个电子电路内编码有效的Qubit进入两个状态的两个状态 - 在这种情况下，其振荡对应于CAT Qubit的两个状态的超导微波谐振器。

“通过将微波频率信号应用于没有明显更复杂的传统超导量子比特来实现所有这一切，”Grimm说。

研究人员表示，他们能够将他们的猫量子位于其中任何一个叠加状态转移到任何其他叠加状态。此外，研究人员制定了一种新的读出或识别的新方法 - 编码到Qubit中的信息。

“这使得系统我们开发了一个多功能的新元素，希望能够在具有超导电路的量子计算的许多方面找到它，”德国说。

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参考：A. Grimm，Ne Frattini，S. Puri，S. Touzard，M.Mirhimi，SM Girvin，S.Shankar和MH德文赛，S. Shankar和MH德文莱特，2020年8月12日，S. Touzard，S. Touzard。 DOI：
10.1038 / s41586-020-2587-z

该研究的共同作者是Girvin，Sharuti Puri，Shantanu Mundhada，Andsteven Touzard，所有Yale;伊里亚巴黎的Mazyar Marrahimi;德克萨斯州奥斯汀大学的Shyam Shankar。

美国国防部，美国陆军研究办公室和国家科学基金会资助了该研究。