硅基自旋量子比特在关联噪声下的可扩展性研究
实现容错量子计算的关键在于开发既能规模化又兼容量子纠错(QEC)的硬件平台。硅自旋量子比特因其兼具工业制造兼容性和纳米级尺寸优势——单个芯片可容纳百万量级量子比特——成为最具潜力的候选方案。然而,由于量子比特密集排布会自然产生空间关联噪声,其QEC适用性仍存疑问。这种关联性会提高多比特同时出错的概率,破坏量子纠错所依赖的冗余机制。 本研究通过五比特硅量子点阵列量化了噪声关联的空间范围,并评估其对QEC的影响。研究人员发现两种截然不同的关联噪声源:一是产生完全关联涨落的全局磁场漂移,二是来自双能级涨落源的电荷噪声,后者仅在与邻近比特间形成短程关联(随距离快速衰减)。虽然磁场漂移作为关键关联噪声可能危及QEC,但其可通过技术手段抑制;而实测电荷噪声关联强度适中、具备电调控特性,仅需少量比特冗余即可满足容错运算需求。该工作为关联噪声建立了量化基准,阐明了此类关联效应对可扩展量子比特阵列中纠错可行性的具体影响。
量科快讯
4 天前

