利用微波将量子比特操控的错误率降至千万分之一

英国牛津大学研究团队利用微波技术，将量子比特操控的错误率降至千万分之一，达到前所未有的水平。这项发表于最新一期《物理评论快报》杂志的研究成果，为开发量子晶体管类设备铺平了道路，或将推动量子计算机向精准化、实用化迈进。

量子比特是量子计算的基本单位。与传统计算机的二进制比特只能为0或1不同，量子比特能够同时处于0和1的叠加态。这种特性使量子计算机在解决复杂问题时具备指数级计算优势，有望在药物分子模拟、密码破解等领域大放异彩。

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用于量子比特测试的离子阱芯片。

单量子比特门是量子计算中的基本操作单元，用于对单个量子比特的状态进行操控。在现有技术中，单量子比特门每执行1000次操作就可能出现至少一次错误。由于量子计算通常需要进行数百万次操作以及数百个量子比特门，误差会快速累积，导致计算结果不可靠。因此，提升操控精度成为量子计算机规模化的关键。

在最新研究中，科学家采用离子阱量子比特方案取得重大突破。他们选用带正电的钙离子作为量子比特载体，通过电磁场将其悬浮在特制芯片上方，并利用芯片集成的微波发射组件精准调控量子态。

这项技术的核心突破在于：通过微波构建的量子比特门，错误率仅为一千万分之一。研究团队对这一概率形象地比喻道，一个人全年遭遇雷击的概率，是这个量子比特出错率的3倍多。

研究团队表示，微波校准技术的突破是成功的关键，但这项技术同样受益于传统通信系统的积累。

美国国家标准与技术研究院专家丹尼尔·斯利克特称此为“量子比特操控精度的新世界纪录”。量子计算公司Quantinuum表示，离子阱量子比特因其长相干时间和强互联性，已成为主流技术路线之一。本次成果再次证明，基于离子阱的技术平台将继续引领量子计算发展。