教育房产时事环球科技商业
投稿投诉
商业财经
热点动态
科技数码
软件应用
国际环球
晨报科学
新闻时事
信息智能
汽车房产
办公手机
教育体育
生活生物

谷歌提出量子比特循环纠错方案维持时间可呈指数级增长

  为保护新生的量子计算机中的敏感信息免受错误影响,研究人员们已经付出了相当艰苦的努力。加州大学戴维斯分校的数学家 Greg Kuperberg 表示,尽管尚无重大突破,但未来前景已经相当明朗。 柏林自由大学的理论物理学家 Joschka Roffe 指出,谷歌研究人员已经证明了完全纠错的“触手可及”。
  验证量子纠错的 Sycamore 芯片(图自:Google)
  20 多年来,物理学家和工程师们一直在努力开发在现实中可行的量子计算机。有朝一日,其有望破解许多难以想象的问题,甚至轻松攻破当前的互联网信息加密方案。
  理论上,传统计算机的基础机构,是只能呈现 0 或 1 状态的“1-bit”电子开关。但在独特的量子领域,量子计算机还能够同时呈现这两种状态(比如 30% 的 0 和 70% 的 1)。
  遗憾的是,量子比特的状态维持,对环境也提出了相当苛刻的要求。即便是最轻微的“噪声”,比如杂散电场或磁场,都可消除量子比特的这一奇妙状态。
  研究配图 - 1:Sycamore 上的稳定器电路
  以谷歌的量子比特为例,其由具有两种不同能量状态的超导金属微小电路组成。其能够在噪声掩盖之前,保持约 15 微秒的这一状态。即便如此,这仍不足以让它投入实际运用。
  长期以来,量子信息的纠错,一直是一项艰巨的挑战。传统计算机能够通过简单的比特位冗余副本,来验证数据状态和纠错。
  然而由于量子力学的一项限制,我们无法将一个位置状态的量子比特,复制到另一个位置。
  研究配图 - 2:错误检测与分析
  作为应对,科学家们已经设计出了在多个量子比特位中的一个‘逻辑’量子比特的信息传播方法。
  例如,某个呈现 30% 的 0 和 70% 的 1 状态的量子比特,可被扩展到三个量子比特。
  在这组中更大、但等效的量子态,将有助于研究人员来消除错误。
  研究配图 - 3:重复代码中的逻辑错误
  当然,我们仍无法通过直接测量来获取数据,因为测量操作本身也会让量子态坍缩。
  为此,研究人员将数据量子比特与所谓的辅助量子比特交织,并在每个辅助量子比特与其邻居之间建立被称作纠缠的量子链接。
  通过重复测量一个辅助量子比特,研究人员可以判定相邻数据量子比特是否相对于彼此翻转、而无需对其展开直接的测量。原则上,物理学家可将这些量子比特推回到原始状态。
  研究配图 - 4:错误预算重复与表层编码
  谷歌研究人员在 7 月 14 日发表于《自然》杂志上的报告中指出,他们已经用上了多达 11 个数据量子比特的链,从而能够在一段时间内维持一个逻辑量子比特的状态。
  随着物理量子比特位数的增加,其维持时间也可呈指数级增长。通过将单个量子比特的状态传播到多达 11 个数据量子比特上,他们已将 50 微秒后出错的几率,从 40% 降低至 0.2% 。
  如果能够将这套方案拓展运用到大约 1000 个物理量子比特,即可实现近乎无限期的维持。
  感兴趣的朋友,可以翻阅《 Nature 》上的全文。原标题为《Exponential suppression of bit or phase errors with cyclic error correction》。
  【来源:cnBeta.COM】

哈勃在M61星系观测到带有黑暗触须的发光心脏哈勃在M61星系发现了壮观的带有黑暗触须的ldquo发光心脏rdquo,图像显示,该星系它被蜿蜒的螺旋臂和黑暗的尘埃卷轴所包围。除了常见的明亮的恒星带,M61的螺旋臂上还镶嵌着红宝研究揭示格陵兰冰川前部湍流羽流的复杂表现据外媒报道,科学家们首次成功地对冰川下泄羽流进行了连续监测,使人们对冰川峡湾环境有了更深入的了解。随着冰川的融化,冰川中的淡水与海水相互作用,形成亚冰川下排放羽流。众所周知,这些湍研究人员揭开火星神秘蜘蛛地形面纱据外媒报道,都柏林三一学院的研究人员揭开了神秘的ldquo火星蜘蛛地形(spidersfromMars)rdquo面纱。他们首次提供了证明火星表面这些独特特征可能是由二氧化碳冰的升研究表明大自然的声音对健康有积极的影响卡尔顿大学密歇根州立大学和科罗拉多州立大学的研究人员与美国国家公园管理局联合进行的一项新研究发现,大自然的声音不仅令人愉悦,而且对人类的健康有多种益处尽管找到这些声音并不总是那么容加州理工学院科学家展示新型脑机接口技术据外媒报道,将神经活动映射到相应的行为是开发脑机接口(BMI)的神经科学家的主要目标读取和解释大脑活动并将指令传输到计算机或机器的设备。虽然这看起来像是科幻小说,但现有的BMI可以17亿像素的银河系全景平面图来了历时12年拍摄成果惊艳你知道银河系是什么样子吗,加州星云泡泡星云郁金香星云都长什么样?历时12年拍摄时长1200个小时,芬兰摄影师通过234个图像,合成了一张像素宽度约10万总分辨率高达17亿像素的银河科学家认为闪电在地球生命起源中发挥至关重要的作用据外媒报道,一些地质学家表示,在创造地球生命出现的完美条件方面,雷击和陨石一样重要。长期以来,40多亿年前陨石中输送到地球的矿物质一直被认为是地球上生命发展的关键成分。科学家们认为研究长时间的零重力太空任务中可能会引发认知问题据外媒报道,随着长时间的太空任务在不久的将来成为现实,科学家们正在试图寻找新的方法来减轻重力降低对人体的负面影响。来自宾夕法尼亚大学的一个研究小组领导的一项新研究表明,微重力会对认一颗小行星将于3月21日飞掠地球与地球亲密接触3月18日消息,据媒体报道,美国国家航空航天局(NASA)近日表示,小行星2001FO32将于3月21日在距离地球约200万公里的地方与地球进行ldquo最亲密接触rdquo,这为研究人员在人体中发现42种来源不明的神秘化学物质据外媒报道,来自美加州大学旧金山分校的科学家进行的一项研究日前展示了一种可以更好识别人体中人造化学物质的新筛选方法。这项概念验证研究发现了100多种化学物质,其中55种是以前从未在研究称火山爆发或跟恐龙灭绝并无关联据外媒报道,人们普遍认为恐龙从地球表面消失的主要原因是小行星的毁灭性撞击。希苏鲁伯陨石坑是证明这一理论成立的最好证据,并且研究我们脚下深处岩石和沉积层的科学家们的发现也支持了这一理
8月的满月是罕见的季节性蓝月亮这意味着什么?据外媒CNET报道,根据美国宇航局的说法,每2。5年到3年,就会出现一次ldquo季节性蓝月亮rdquo。这就是我们在8月22日即将迎来的特殊满月。那么,季节性ldquo蓝月亮rd研究员希望用一种完全不同的方法来治愈艾滋病患者据外媒报道,研究人员在治疗和在非常罕见的情况下治愈人类的艾滋病毒感染方面已经取得了重大进展。尽管该病毒可以通过每天服用药物来控制,但科学家们正在努力寻找一种从体内完全消除病毒的解决科学家在银河系的一个旋臂上发现一处断裂据外媒CNET报道,天文学家在弄清银河系的形状方面做了一些令人印象深刻的工作。我们现在知道它呈椭圆盘形,并且有四条清晰明确且相当对称的旋臂。一项新研究显示,该星系的一个小旋臂上有一五星连珠奇观!明晚金木水火土五星齐现夜空全国可见前不久,英仙座流星雨备受关注,作为北半球三大流星雨之一,英仙座流星雨不仅流量大,又具有科研意义,同时欣赏性极佳。对于天文爱好者来说,明晚的罕见天象更是值得期待。据媒体报道,8月19最深潜水池在迪拜开放水下60米设有沉没城市景观迪拜深潜吧是一个新的室内潜水设施,深达60米(197英尺),里面的水相当于6个奥林匹克规格游泳池总和。这个潜水池被吉尼斯世界纪录命名为最深的潜水池,于7月底向公众开放。然而,潜水池研究人员正探索利用益生菌促进珊瑚白化后的存活率来自KAUST的研究团队正探索使用益生菌来促进珊瑚白化后的存活率。最新研究表示,使用有益细菌组成的混合物处理珊瑚可以提高白化事件后的存活率。这种方法可以在预测的热浪出现之前进行,以SpaceX大型助推器和Starship将重返发射台据外媒报道,最近,SpaceX一直在努力加入其巨大的Starship和巨型SuperHeavyBoost(超重助推器)并将它们放在发射台上。然而,在这两个第一次连接在一起后不久,S研究人员找到不发生剧烈化学爆炸的金属水制造方法据外媒报道,每个孩子都知道水能导电但这是指ldquo正常的rdquo含有盐的日常水。而纯净的蒸馏水几乎则是完美的绝缘体,它由水分子组成,通过氢键松散地连接在一起。价电子保持束缚而不新型免疫治疗药物组合显示出治疗胰腺癌的早期潜力研究人员发现三种免疫疗法药物一起使用可以消除小鼠的胰腺肿瘤。胰腺癌每年影响约6万名美国人,是最致命的癌症形式之一。在诊断后,只有不到10的患者能存活5年。虽然一些化疗最初是有效的,变废为宝研究发现生物炭有助于减缓气候变化据外媒报道,一项涉及新南威尔士大学的国际研究发现,一种由城市农业和林业废料制成的产品还有一个额外的好处,那就是减少了现代农业的碳足迹。新南威尔士大学科学学院材料科学与工程学院的客座古气候研究人员发现全球变暖会进一步放大这种效应近年来经历的长期干旱状况破纪录的高温持续的野火和频繁的更极端的风暴,是人类向大气中添加二氧化碳所带来的全球温度上升的直接结果。而麻省理工学院一项关于地球古代历史上极端气候事件的新研