小白友好型科普：量子是什么“子”？纠错是纠什么“错”？

从“零的突破”到“集聚发展”

在河套深港科技创新合作区

（以下简称河套合作区）

关于硬科技创新突破的故事

每天都在发生着~

今天就跟着小福一起

走进位于河套合作区的

深圳国际量子研究院

探秘神秘的量子世界

了解量子与河套的故事

河套追光 突破国际首次

（▲论文上线截图）

今年3月

深圳国际量子研究院

在量子纠错领域

又出新成果！

相关学术文章发表于

国际顶尖学术期刊《自然》

在中国科学院院士俞大鹏的带领下，南方科技大学深圳量子科学与工程研究院超导量子计算实验室副研究员徐源课题组联合福州大学教授郑仕标、清华大学副教授孙麓岩等组成的研究团队，通过实时重复的量子纠错过程，延长了量子信息的存储时间，相关结果首次超过编码逻辑量子比特的物理系统中不纠错情况下的最好值。

这一里程碑式的突破代表了迈向实用化可扩展通用量子计算的关键一步。

量子计算机、量子纠错

……

相信大部分朋友看完

都会有一种感觉

“每个字我都认识，

但组合起来就有点迷糊。”

别担心

先来看看这份

小白友好版“说明书”

上下滑动查看

从远古的结绳计数

到先秦的算筹

从两汉的算盘

到当今的电子计算机

乃至量子计算机

人类不断挖掘计算的潜力

输

量子计算最大的优越性，就是快。但超快的计算，不可避免会出现错误。虽然近年来，相关领域的研究发展迅猛，但量子计算机体系的错误率远高于经典数字计算机。想要构建具有实用价值的通用量子计算机，量子纠错便不可或缺。毕竟，要让量子计算走向实用，缓解、减少错误是不可规避的问题。

如何缓解、减少量子计算错误？

这个时候量子纠错技术

就要发挥作用了

听起来很复杂的

量子纠错到底是什么？

听听研究人员怎么说~

量子计算机利用量子力学所特有的相关叠加纠缠特性，能够超越经典计算机强大的信息处理能力。

但是量子系统也非常脆弱，很容易受到这种环境中噪声的影响，使得它在计算过程中会出现错误，这个时候就需要能够及时地去实时监测它发生了什么错误，并且及时修正，这个过程就称之为“量子纠错”。

发现量子计算中的错误

并纠正错误

看似“简单”的过程

在概念提出后的

20多年时间里

一直没有被真正验证过

但在河套合作区

这项“卡脖子”的难题被突破 

量子计算极低温硬件测试平台

为克服量子纠错领域的种种难题，联合研究团队从零开始，搭建实验平台、调试仪器、采集数据……

通过不断地讨论、尝试以及试错，像“挤海绵一样”，一点点地减小各个方面的误差。最终，实现延长量子信息的存储时间突破盈亏平衡点16%，充分地展示了量子纠错优势。

量子纠错过程示意图

好奇的网友是否想问

这一具有里程碑意义的

研究成果将影响到哪些领域？

1

该研究展示了实现低错误率逻辑量子比特的可能性，将吸引更多研究者投入精力进一步提高逻辑比特寿命。

在此基础上，将推动对可纠错逻辑量子比特的容错量子门操作的研究，为量子计算机的发展奠定重要的基础。

2

这项成果标志着我们从含噪声的量子时代步入了纠错量子时代。

量子纠错优势将推动可纠错的逻辑量子比特在量子通信、量子模拟、量子计量等方向的发展。

以量子计算为例，它可以应用于超大规模数据处理的场景，将会在密码破解、人工智能、生物医药、金融工程、航空航天与交通等多个领域发挥重要作用。

量子计算机

算力的强大不言而喻

但构建大型可靠的量子计算机

仍面临着诸多重大挑战

要充分挖掘这些系统的潜力

需要量子纠错技术的不断改进

目前

河套合作区内的

深圳国际量子研究院

正积极推动建设深圳“量子谷”

未来将会有更多机遇

迎来更多突破，创造更多奇迹

量子世界在河套合作区

绽放新“生命”的故事

还在书写

新闻知多D

作为创新驱动发展核心区域之一的河套合作区，将继续依托一河两岸、一区两园、跨境接壤、合作开发的独特优势，加速探索形成涵盖人流、物流、资金流、信息流、商流和法制、税制、科研体制、园区管理体制的系统化、集成化政策框架体系，让科创项目和人才享受深港两地政策支持，产生创新发展的叠加效应。

小河弯弯 科技引擎

千亩森林 枝繁叶茂

关于河套合作区

还有哪些方面的内容

是你感兴趣的

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信息来源 | 福田融媒、深圳国际量子研究院、河套深港科技创新合作区

编辑整理 | 沈星雨、罗玮

责任主编 | 郑芳、杨莎

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