有史以來第一次，研究人員測(cè)量了硅中兩量子位邏輯運(yùn)算的保真度 - 即準(zhǔn)確度 - 具有非常有希望的結(jié)果，可以擴(kuò)展到全尺寸量子處理器。

　　實(shí)驗(yàn)由電子工程專業(yè)博士生Wister Huang和新南威爾士大學(xué)高級(jí)研究員Henry Yang博士進(jìn)行。

　　“所有量子計(jì)算都可以由一個(gè)量子比特運(yùn)算和兩個(gè)量子比特運(yùn)算組成 - 它們是量子計(jì)算的核心構(gòu)建塊，”Dzurak教授說。

　　“一旦你有了這些，你就可以進(jìn)行任何你想要的計(jì)算 - 但兩種操作的準(zhǔn)確性都需要非常高。”

　　2015年，Dzurak的團(tuán)隊(duì)率先在硅片上構(gòu)建量子邏輯門，從而可以在兩個(gè)量子比特信息之間進(jìn)行計(jì)算 - 從而清除了使硅量子計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵障礙。

　　此后，世界各地的許多團(tuán)體都展示了硅中的雙量子比特門 - 但在今天這篇具有里程碑意義的論文之前，這種雙量子比特門的真實(shí)準(zhǔn)確性尚不清楚。

　　“富達(dá)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它決定了量子比特技術(shù)的可行性 - 如果量子比特操作接近完美，你只能利用量子計(jì)算的巨大力量，只允許很小的誤差，”楊博士說。

　　在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)實(shí)施并執(zhí)行了基于Clifford的保真度基準(zhǔn)測(cè)試 - 這種技術(shù)可以評(píng)估所有技術(shù)平臺(tái)的量子比特精度 - 證明平均兩個(gè)量子比特的門保線%。

　　“通過表征和減輕主要誤差源，我們實(shí)現(xiàn)了如此高的保真度，從而提高了柵極保真度，使得我們的雙量子器件可以在我們的雙量子比特器件上執(zhí)行相當(dāng)長的隨機(jī)基準(zhǔn)序列 - 超過50個(gè)門操作”。黃先生，論文的第一作者。

　　量子計(jì)算機(jī)將來會(huì)有廣泛的重要應(yīng)用，因?yàn)樗�能夠以更快的速度�?zhí)行更復(fù)雜的計(jì)算，包括解決當(dāng)今計(jì)算機(jī)無決的問題。

　　“但是對(duì)于大多數(shù)這些重要的應(yīng)用，將需要數(shù)百萬的量子比特，并且你將不得不糾正量子誤差，即使它們很小，”Dzurak教授說。

　　“為了實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)，量子比特本身必須首先非常準(zhǔn)確 - 因此評(píng)估它們的保真度至關(guān)重要。”

　　“你的量子比特越精確，你需要的就越少 - 因此，我們?cè)皆玳_始工程和制造，就能實(shí)現(xiàn)全尺寸的量子計(jì)算機(jī)。”

　　研究人員表示，該研究進(jìn)一步證明，硅作為技術(shù)平臺(tái)非常適合擴(kuò)展到通用量子計(jì)算所需的大量量子比特。鑒于硅已經(jīng)成為全球計(jì)算機(jī)行業(yè)近60年的核心，其性能已經(jīng)得到很好的理解，現(xiàn)有的硅芯片生產(chǎn)設(shè)施可以很容易地適應(yīng)這項(xiàng)技術(shù)。

　　“如果我們的保真度值太低，那對(duì)硅量子計(jì)算的未來意味著嚴(yán)重的問題。它接近99%這一事實(shí)將它放在了我們需要的范圍內(nèi)，并且有進(jìn)一步改進(jìn)的良好前景。正如我們預(yù)測(cè)的那樣，結(jié)果立刻顯示出硅是全尺寸量子計(jì)算的可行平臺(tái)，“Dzurak教授說。

　　“我們認(rèn)為在不久的將來我們將獲得更高的保真度，了全尺寸，容錯(cuò)量子計(jì)算的道。我們現(xiàn)在處于兩量子位精度的邊緣，這對(duì)于量子誤差校正來說足夠高“。

　　在另一篇論文中 - 最近發(fā)表在“ 自然電子”上，并在其封面上刊登了楊博士的主要作者，該團(tuán)隊(duì)也在硅量子點(diǎn)中取得了世界上最準(zhǔn)確的1-qubit門的記錄，保線%。

　　“除了硅量子比特的自然優(yōu)勢(shì)之外，我們能夠取得如此令人印象深刻的的一個(gè)關(guān)鍵原因是因?yàn)槲覀冊(cè)谛履贤�爾士大學(xué)擁有一支出色的團(tuán)隊(duì)。我的學(xué)生Wister和楊博士都非常有才華。他們親自構(gòu)思了這個(gè)復(fù)合體該基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)所需的協(xié)議，“Dzurak教授說。

　　新南威爾士大學(xué)工程學(xué)院院長馬克霍夫曼教授說，這一突破是另一個(gè)，證明這個(gè)世界領(lǐng)先的團(tuán)隊(duì)正在將量子計(jì)算從理論范圍擴(kuò)展到真實(shí)范圍。

　　“量子計(jì)算是的太空競賽 - 而悉尼正在引領(lǐng)這一，”霍夫曼教授說。

　　“這個(gè)里程碑是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的又一步 - 它強(qiáng)化了硅是一種非常有吸引力的方法，我們相信這將首先讓新南威爾士大學(xué)成為現(xiàn)實(shí)。”

　　基于硅CMOS技術(shù)的自旋量子位 - 由Dzurak教授小組開發(fā)的特定方法 - 由于其長的相干時(shí)間和利用現(xiàn)有集成電技術(shù)制造實(shí)際所需的大量量子比特的潛力，對(duì)量子計(jì)算有很大的希望。應(yīng)用。

　　Dzurak教授領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)旨在利用第一家量子計(jì)算公司Silicon Quantum Computing推進(jìn)硅CMOS量子比特技術(shù)的項(xiàng)目。

　　“我們的最新使我們更接近商業(yè)化這項(xiàng)技術(shù) - 我的團(tuán)隊(duì)就是建立一個(gè)可用于實(shí)際應(yīng)用的量子芯片，”Dzurak教授說。

　　全尺寸量子處理器將在金融，安全和醫(yī)療保健領(lǐng)域擁有主要應(yīng)用 - 它將通過大大加速藥物化合物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來幫助識(shí)別和開發(fā)新藥，它可以有助于開發(fā)新的，更輕和更強(qiáng)的從消費(fèi)電子產(chǎn)品到飛機(jī)的材料，以及通過大型數(shù)據(jù)庫更快地搜索信息。