2022-01-01发表2022-01-08更新量子资讯 / 科技与工业快讯12 分钟读完 (大约1795个字)0次访问

全球量子科技与工业快讯第四十八期

来源：ORNL Quantum Computing Institute ｜转译编写：求是量子

研究人员实现量子计算实时纠错

来自位于科罗拉多州布鲁姆菲尔德（Broomfield, Colorado）的量子公司 Quantinuum （前身为霍尼韦尔 Honeywell 旗下的量子小组）的一组研究人员实现了一种新的量子纠错的方法。

研究人员采用了 Andrew Steane 在1996年首次提出的量子纠错（Quantum Error Correction）机制。该方法允许在一系列的操作中，将一个辅助量子比特与数据量子比特的子集进行纠缠，然后测量辅助量子位。这个过程允许一些关于数据量子比特的信息被推断出来，而不用直接测量它们。并且研究人员使用由一个电磁陷阱中的单一镱离子制成的量子比特来进行实验。最终可以用10个物理量子比特离子来制造一个容错的逻辑量子比特：其中7个是数据量子比特，另外3个是辅助量子比特。

该团队表明，他们可以对电路中的每个数据量子比特执行多轮错误检测和校正，而且他们可以检测两种不同类型的量子比特错误。而以前实现多次纠错的努力只对一种类型有效。这从本质上说，他们已经首次证明了一个容错逻辑量子比特所需的所有元素。相应的研究内容以题为 Realization of real-time fault-tolerant quantum error correction 的文章发表在顶级开源期刊 Phys. Rev. X 上。

Sandia 实验室设计了一个更快更准确的量子计算基准

近日，Sandia 国家实验室的研究人员设计了一种新的基准测试，可以预测量子处理器运行特定程序不出错的可能性有多大。研究人员称该方法为镜像电（mirror-circuit）方法，并于近日以题为 Measuring the capabilities of quantum computers 的文章将相关成果发表在顶级期刊 Nat. Phys. 上。根据这项新研究，传统的基准测试低估了许多量子计算错误。而这可能会导致人们对量子机器的强大或有用程度产生不切实际的期望。但是镜像电路提供了一种更精确的测试方法。该方法比传统测试更快、更准确，进而可以帮助科学家加速推进量子计算机的实用技术进步，而这也将大大加快医学、化学、物理的研究，农业和国家安全。

研究人员实现面向容错量子计算机的模块化量子光源

目前利用光子的光学量子计算机具有许多优点。例如，它不需要低温和真空设备，而且通过创建一个时域多路量子纠缠态，量子比特的数量可以很容易地增加，而无需对线路进行微集成或设备的并行化。此外，由于光的宽频特性，高速计算处理成为可能。甚至，量子误差修正利用光子宇称的连续光变量已经在理论上证明是可能的。

而近日以题为 Fabrication of low-loss quasi-single-mode PPLN waveguide and its application to a modularized broadband high-level squeezer 发表在 Appl. Phys. Lett. 上的文章中，研究人员开发了一种新的光纤耦合量子光源，其工作在光通信波长。而且在与光纤器件相结合中，首次成功地在光纤封闭系统中产生边带频率超过6thz、压缩量子噪声超过75%的连续波压缩光。这意味着光学量子计算机的关键设备已经以一种与光纤兼容的形式实现，同时保持了光的宽带性质。这将使利用光纤和光通信设备在稳定和免维护的系统中开发光量子计算机成为可能。这将极大地推动机架级大型光量子计算机的发展。

IQM 继续其欧洲扩张与新法国子公司

近日，IQM 法国公司将利用 IQM 公司的联合设计方法，与航空、航天和网络安全领域的客户密切合作。IQM 也是阿托斯 Scaler 项目的一部分，这家子公司将进一步专注于高性能计算机（High Performance Computers, HPC）集成，并为全球的超级计算中心提供量子加速器。通过这个新的子公司，IQM 加入了由世界知名大学和研究机构组成的法国量子生态系统，以及一个快速增长的创业场景，并提供优秀的产业基础设施。IQM 的专业知识和影响力，加上这个充满活力的生态系统，将为欧洲和全球各地的伙伴关系和合作创造巨大的机会。

LightOn 光子协处理器集成到法国的 Jean Zay 超级计算机

LightOn 宣布将在 Jean Zay 超级计算机上集成其光子协同处理器。Jean Zay 是世界上最强大的500台超级计算机之一，而在高性能计算机中整合尖端模拟光子加速器将是一项技术突破。LightOn 的光学处理单元（Optical Processing Unit，OPU）使用光子技术，在与标准硅中央处理器（Central processing unit）和英伟达（NVIDIA）最新的 A100 图像处理器（Graphics Processing Unit，GPU）技术协同工作的同时，将会在非常大的范围内加速随机算法。根据2021年美国能源部关于“科学计算的随机算法”的报告，该技术旨在减少该领域的总体计算时间和功耗，该领域被认为是“计算科学和人工智能对科学的未来至关重要”。