2026年3月4日——总部位于洛杉矶的量子软件初创公司Quantum Elements宣布，其一项研究成果已在《自然-通讯》期刊发表。该研究通过新型错误检测与抑制方法，在超导量子计算机上实现了迄今最高保真度的逻辑量子比特纠缠态。

在这篇题为《利用Transmon器件实现高保真纠缠逻辑量子比特的演示》的同行评审论文中，研究人员采用了一种混合技术，将量子错误检测（QED）与新型动态解耦技术相结合。通过将标准QED编码的正规化元素作为逻辑层面的解耦脉冲，该方法能直接识别并抑制逻辑错误与物理错误，从而在127量子比特的IBM超导处理器上显著提升了纠缠逻辑量子比特的保真度。

论文合著者包括来自Quantum Elements、南加州大学量子信息科技中心、IBM以及德国亚琛工业大学量子信息研究所的科学家。

“通过将基于编码的动态解耦直接集成到逻辑层，这项研究表明我们能够比单纯使用物理技术更有效地抑制错误，”合著者Daniel Lidar表示。他是南加州大学Viterbi工程讲席教授，同时也是Quantum Elements联合创始人兼首席科学官。“该方法使我们能在超导硬件上以创纪录的高保真度保护一对纠缠逻辑量子比特，这可能是通向错误校正逻辑层面更可靠量子计算的重要一步。”

该研究的关键突破包括：

• 首次通过逻辑动态解耦（LDD）技术实验性抑制量子错误检测编码中的逻辑错误。这种新技术通过精心设计的逻辑层面操作，减少了标准编码无法处理的错误通道。
• “超越盈亏平衡点”的表现：编码逻辑贝尔态随时间推移保持的保真度，显著高于同一硬件上最佳物理（未编码）贝尔纠缠对的表现，即便后者也采用了物理层面的动态解耦。
• 长时间高保真逻辑纠缠态：在每个实验的完整时间窗口内，逻辑贝尔态平均保真度达到91-94%。
• 创纪录的编码态制备：后选择编码贝尔态保真度达到98%，超越此前基于Transmon器件的演示结果（通常为79-93%）。
• 硬件高效开销：LDD采用少量固定逻辑脉冲发生器，在不增加量子比特的情况下实现错误抑制。
• 通向可扩展容错之路：展示了一种在不增加编码距离情况下提升编码性能的低成本策略——在最小化硬件开销的同时提高逻辑量子比特质量。

“我们为参与这项研究的所有科学家取得的突破性成果感到无比自豪，”Quantum Elements联合创始人兼首席执行官Izhar Medalsy表示。“我们计划将这些新技术完全整合到现有软件解决方案中，为客户和合作伙伴加速容错量子计算的发展进程。”