一学生编写的高性能量子纠错码,被亚马逊量子计算中心等采用

技术研究 量科网 2021-04-15 11:16

研究人员对如何编码简单而优雅的代码的研究已经持续了很多年,因为这能大大缩短实现可扩展量子计算的时间。这是亚马逊AWS和耶鲁大学量子计算团队所关注的项目。

近日,悉尼大学大二理科生的一个物理作业被亚马逊AWS看中并引入其量子计算程序里。这个物理作业是由该校学生Pablo Bonilla Ataides主导进行的,他通过对一些计算代码进行调整,能有效提高量子机器一倍的纠错能力。

这个简单而又有巧妙变化的量子纠错码吸引了AWS量子计算中心以及美国耶鲁大学和杜克大学的量子技术计划的研究人员的关注。

一学生编写的高性能量子纠错码,被亚马逊量子计算中心等采用
Pablo Bonilla Ataides(左)与物理学院的合著者Ben Brown博士

还只有21岁的Bonilla说:“量子技术之所以还处于起步阶段,部分原因是我们无法克服机器产生如此多的错误和其固有的不稳定性...在大二的物理学习中,我被要求看一些常用的纠错代码,看看我们是否可以改进它。在设计时通过翻转一半的量子开关或量子比特,我们发现这可以有效地将纠错能力提高一倍,从而抑制错误。”

悉尼大学物理学院纳米研究所的Ben Brown博士是该项目密切合著者。他说:“建造量子计算机有点像试图建造赖特兄弟的飞机,我们甚至还没有起步...实验人员正在生产结实轻巧的材料来制造飞机,而我们只是针对具有更大升力的机翼提出了更符合空气动力学的设计。我们想出了对大型飞机有帮助的设计,这有助于可扩展量子计算机的兴起。”

这项研究成果近日发表在《自然-通讯》上。该论文由Steve Flammia博士撰写的,他最近已从悉尼大学转到亚马逊AWS量子计算部门工作,随着亚马逊开发量子计算硬件,这项成果将出现在公司的纠错技术库中。

AWS的高级量子研究科学家Earl Campbell博士说:“在看到量子计算机的任何实际利益之前,作为一个行业,我们还有很多工作要做...这项研究使我感到惊讶。对量子纠错码进行如此细微改动会对性能产生这么大的影响,我感到惊叹。AWS量子计算中心团队期待进一步的合作研究,我们将探索其他有前途的替代方案,以使这个新兴的、更强大的计算技术更接近现实。”

Shruti Puri是耶鲁大学量子研究计划的助理教授,她的团队很有兴趣将这个新代码用于其研究工作。她说:“这个新代码令我惊讶的是它是那么纯粹优雅。它卓越的纠错特性只是对代码进行简单修改,这代码我们已经研究了近二十年...这与耶鲁大学和其他地方开发的新一代量子技术极为相关。我相信,有了这种新代码,我们大大缩短了实现可扩展量子计算的时间。”(编译/Rainet)