Alice & Bob 的新研究表明 Cat 量子比特具有纠错和预防错误的能力

由于量子计算系统的脆弱性，错误可能非常频繁。 世界各地的量子公司正在开发避免错误或使硬件更具抗错性的方法。 虽然其中许多企业都专注于 噪声, 爱丽丝和鲍勃，一家总部位于巴黎的量子公司正在研究量子比特本身。 该公司正在开发所谓的 cat 量子位，这些主要组件可能是结合错误预防和纠错的关键； A 最近的一篇文章 Alice & Bob 团队的研究表明，cat 量子比特为这些问题提供了一种潜在的解决方案。 “这些量子比特属于玻色子类量子比特，”解释说 热雷米·吉洛，公司的首席理论官。 “这类量子比特是独一无二的，因为它们具有特定的数学结构，可以为保护任何编码的量子信息提供空间。” 由于这些 cat 量子位的独特属性，Alice & Bob 的研究人员希望他们的系统能够在错误纠正和错误预防方面取得重大进展。

使用 Cat 量子比特进行错误预防和纠错

Guillaud 认为，cat 量子比特不仅有利于纠错，而且还可以帮助设计一个考虑到错误预防的系统。 “当前社区有两种范式，”Guillaud 解释道。 “首先是在不纠错的情况下改进硬件。 这也意味着没有错误预防，通常指的是 NISQ 时代。 另一种范式侧重于系统本身的错误纠正和错误预防。 纠错一旦在其阈值以下运行，就可以潜在地抑制逻辑错误率。 因此，您可以很快获得更低的错误率。” 由于专家预测纠错后量子计算的价值将增加数十亿美元，因此业界有金钱激励来开发这些系统。 为此，Guillaud 正在进行这项研究的下一步，即在爱丽丝和鲍勃的实验室中测试该理论。 “对于我们的 cat 量子比特，下一个重要的里程碑是证明量子信息在宏观时间尺度（秒/分钟/小时）上的保护，目前在最好的系统中它被限制在最多毫秒，微秒是标准，”他补充道.

伸手去纠错

Alice & Bob 研究人员在他们的新论文中发现，理论上，通过使用 cat 量子比特，纠错所需的量子比特更少。 正如纪洛所说； “在一台全尺寸量子计算机上，你会有大约 90% 的量子比特只是用来控制错误的传播，而只有 10% 的量子比特以某种方式完成计算的工作。” 这意味着只有一小部分量子计算机的计算能力专注于实际分析，这使得机器效率相当低。 当前减少纠错所需的量子比特数约为 20 万，Guillaud 解释说，这个数字是 谷歌 正在努力。 但在他的团队的帮助下，Guillaud 能够将这个数字缩小到仅 350,000 个量子位，从而使整个量子系统更易于管理和负担得起。 这对那些希望开发纠错协议的人来说意义重大。 由于系统中需要的量子位越少，量子位之间发生的干扰就越少，从而使公司更容易扩展硬件。

Kenna Hughes-Castleberry 是 Inside Quantum Technology 的特约撰稿人和 JILA（科罗拉多大学博尔德分校与 NIST 的合作机构）的科学传播者。 她的写作节奏包括深度技术、元宇宙和量子技术。

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• Sumber: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/new-research-from-alice-bob-shows-abilities-of-cat-qubits-for-error-correction-and-error-prevention/