由於量子位元(簡稱qubits)的脆弱性,建造一臺通用量子計算機是一項具有挑戰性的任務。為了解決這個問題,人們發展了各種各樣的糾錯方法。傳統的方法是透過主動校正技術來做到這一點。相比之下,由來自Forschungszentrum Jülich和亞琛工業大學的David divvinzo教授領導的研究人員,以及來自巴塞爾大學和代爾夫特理工大學的合作伙伴,現在已經提出了一種具有被動糾錯的電路設計。這樣的電路本來就具有固有的故障保護功能,可以大大加快擁有大量量子位元的量子計算機的建造。
為了以一種可靠的方式編碼量子資訊,通常,幾個不完美的量子位被組合成一個所謂的邏輯量子位。量子糾錯碼,或簡稱QEC碼,這樣就可以檢測到錯誤並隨後進行糾錯,從而使量子資訊可以儲存更長的時間。
原則上,這些技術的工作方式與耳機中的主動噪聲消除類似:在第一步,任何故障都被檢測出來。然後,執行糾正操作以消除錯誤並恢復資訊的原始純形式。
然而,這種主動糾錯在量子計算機中的應用是非常複雜的,並且需要大量的硬體。通常情況下,每個量子位都需要複雜的糾錯電子器件,這使得構建具有多個量子位的電路變得困難,而構建通用量子計算機則需要這樣的電路。
另一方面,提出的超導電路設計有一種內建的糾錯功能。該電路被設計成這樣一種方式,即它已經固有地受到環境噪聲的保護,同時仍然是可控的。因此,這一概念以一種高硬體效率的方式繞過了主動穩定的需要,因此將成為未來擁有大量量子位的大規模量子處理器的一個有希望的候選。
“我希望我們的工作能激勵實驗室的努力;亞琛工業大學(RWTH Aachen University) jara量子資訊研究所(jara Institute for Quantum Information)創始主任、Forschungszentrum Jülich理論奈米電子學研究所(PGI-2)所長戴維·迪文森索(David divvinzo)說。“儘管如此,鑑於現有的專業知識,我們認識到在可預見的未來,在實驗室測試我們的建議是有可能的。”
戴維·迪文森佐被認為是開發量子計算機的先驅。此外,他的名字與量子計算機必須滿足的標準有關,即所謂的“divvinzo標準”。