超导量子计算中的玻色量子编码:量子纠错与逻辑比特操控的实验验证

众所周知,量子计算机在某些问题上(比如大数因子分解[1]和无序数据库搜索[2])具有远超经典计算机的运算能力,因此受到了广泛关注。然而,在实际的物理系统中,存储量子信息的量子比特会不可避免地受到环境噪声的影响。所以,在计算的过程中量子比特会随机地发生错误,从而对计算结果造成致命的影响,而且发生错误的概率会随着系统规模的增加而增大。因此,一个实用的可扩展量子计算机最终要由量子纠错保护的逻辑量子比特构造,并且要能在逻辑量子比特层面上进行逻辑门操控,从而防止不必要的或不受控制的错误干扰,实现对量子信息的保护和操控[3].