量子计算里程碑霍尼韦尔实时检测和纠正量子错误

　　霍尼韦尔量子解决方案的研究人员
　　·对单个逻辑量子位应用多轮量子纠错，这是业界首创;
　　·在证明基于离子阱技术的大规模量子计算可行性方面迈出了重要一步。
　　霍尼韦尔团队现在可以执行量子纠错 (QEC)，这是在量子计算机上实时检测和纠正错误所必需的协议。这种防止量子计算被缺陷和噪声迅速破坏的＂保护＂量子信息的能力，在霍尼韦尔量子计算机 H1上已经得到了证明。这是量子计算行业的重要首创。目前，大多数量子纠错方法都涉及在程序运行完成后纠正错误或＂噪音＂，这种技术称为后处理。
　　在该团队本周发表在 arXiv 上的一篇论文中，研究人员详细介绍了他们如何创建单个逻辑量子位（一系列纠缠的物理量子比特）并应用多轮量子纠错。这个逻辑量子比特可以防止量子计算机中发生的两种主要类型的错误：比特翻转和相位翻转。
　　纠错实验示意图
　　霍尼韦尔量子解决方案总裁Tony Uttley表示：＂当今所有的量子技术都处于早期阶段，它们必须应对计算过程中积累的错误。＂霍尼韦尔团队取得的开创性成就，证明了曾经只是理论上的事情，即量子计算机将能够实时纠正错误，为精确的量子计算铺平道路。＂
　　尽管这一成就代表了大规模量子计算的进步，但霍尼韦尔的研究人员仍在努力跨越逻辑错误率低于物理错误率的盈亏平衡点。为了明确证明通过了盈亏平衡点，每个 QEC 周期的错误率需要低于与 QEC 协议相关的最大物理错误率。
　　＂在技术论文中，我们指出了达到盈亏平衡点所需的关键改进，＂高级物理学家兼论文第一作者 Ciaran Ryan-Anderson 博士说。＂我们相信这些改进是可行的，并正在推动完成下一步。＂
　　在此之后，研究人员将致力于创建多个逻辑量子比特，这通常需要更好的保真度、更多的物理量子比特和量子比特之间更好的连接以及其他因素。（容错是一种设计原则，可防止错误在整个系统中级联并破坏电路。）
　　逻辑量比特的增加将迎来容错量子计算机的新时代，即使某些操作失败，它也能继续运行。（容错是一种设计原则，可防止错误在整个系统中级联并破坏电路。
　　霍尼韦尔的量子计算机使用离子阱（trapped-ion）技术，利用大量的、单个的带电原子(离子)来保存量子信息。其系统利用电磁场来保持(捕获)每一个离子，从而可以使用激光脉冲对其进行操纵和编码。这些高性能操作需要在多个学科领域（包括原子物理、光学、低温、激光、磁性、超高真空和精密控制系统）的丰富经验。而霍尼韦尔在这些技术方面就拥有数十年的经验。 霍尼韦尔今年实现了离子阱量子计算硬件512的量子体积，这是迄今为止在商用量子计算机上测得的最高值。