欧洲研究人员首次实现无需中断的容错量子计算

技术研究 QuantumWire 2026-04-09 14:32
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2026年4月7日——当前主流量子纠错方法面临的关键瓶颈在于需要反复暂停计算过程并对量子处理器进行中间测量,这一过程速度缓慢、技术要求高,且其本身就会引入显著误差。如今,由因斯布鲁克大学、亚琛工业大学、于利希研究中心及其衍生公司Alpine Quantum Technologies(AQT)组成的联合团队,首次实现了无需中断的容错量子计算。

更快更可靠

在发表于《自然-通讯》的研究中,该团队展示了一套完整的容错量子操作工具箱,完全消除了所谓的“计算中测量”和前馈控制。新方法通过相干处理误差信息,取代了传统方案中暂停计算、读取误差信息再经典决策修正的流程。弗里德里克·布特解释道:“整个过程完全在量子计算内部完成,仅使用标准量子门操作。与传统方案相比,这种方法速度更快、潜在错误更少,尤其适合测量成本极高的硬件平台。”

首个概念验证

为验证该方法,研究人员在离子阱量子处理器的八个物理量子比特上编码了三个逻辑量子比特,成功以容错方式运行了格罗弗量子搜索算法。实验准确识别出正确解,提供了令人信服的概念验证。因斯布鲁克大学实验物理系的伊万·波戈列洛夫表示:“我们首次证明,完整容错量子算法可以在无需计算中测量和前馈控制的情况下执行。”团队负责人托马斯·蒙茨补充道:“这开创了量子纠错的新范式,本次实验是实现其全部潜力的重要第一步。”

无测量量子计算

该理论框架由亚琛工业大学和于利希研究中心的弗里德里克·布特与马库斯·穆勒共同开发,实验实现则由因斯布鲁克大学的伊万·波戈列洛夫等人完成。这项成果证实了无测量协议的可行性,标志着量子计算这一全新探索方向迈出了关键的第一步。

该工作获得了欧盟、奥地利科学基金FWF、奥地利研究促进署FFG、蒂罗尔州奥地利工业联合会等机构的资助。