IBM-美国德国研究人员在量子计算领域实现纠缠逻辑量子比特高保真度
2026-03-05 14:25
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来自Quantum Elements、南加州大学量子信息科学与技术中心、IBM和亚琛工业大学的研究团队在量子计算领域取得重要进展,他们实现了纠缠逻辑量子比特的高保真度,为容错量子计算的发展提供了关键支持。这项成果已发表于《自然通讯》期刊,研究利用IBM的127量子比特超导处理器,开发了一种结合量子错误检测与归一化器动态解耦技术的混合协议,有效应对了逻辑错误积累等量子扩展挑战。

技术突破的核心在于归一化器动态解耦的应用,它将量子码的归一化器元素重新用作动态解耦脉冲。不同于传统物理级解耦,这种方法在逻辑层面操作,通过逻辑级脉冲同时抑制逻辑和物理错误通道,从而提升系统效率。这种混合策略利用固定逻辑脉冲生成器,增强了码的性能,无需增加码距离或额外量子比特,显示出硬件高效性。

实验结果显示,逻辑贝尔态的保真度显著超越未编码物理对,达到“超越盈亏平衡”的性能水平。具体指标包括:编码贝尔态制备的峰值后选择保真度为98%,相比以往基于transmon的基准有较大提升;在55微秒时间窗口内,平均逻辑贝尔态保真度维持在91-94%之间;协议还成功抑制了由串扰引起的逻辑Z错误,这些错误在127量子比特transmon架构中被识别为主要来源。这些成果为量子计算错误控制提供了新途径,推动了该领域的进一步发展。

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