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牛津大学刷新量子操控精度,670万次操作近乎零失误

时间:2025-07-02 13:41:58来源:知新了了编辑:快讯团队

在量子科技领域,牛津大学的科学家团队再次展现了其卓越的研究实力,他们成功刷新了量子操控精度的世界纪录。这项突破性进展是通过利用微波技术精确操控离子实现的,结果显示,在惊人的670万次操作中,仅发生了一次错误。

具体来说,科学家们通过微波信号对钙离子进行操控,实现了前所未有的量子逻辑门错误率——仅为0.000015%。这一数字意味着,在数百万次的操作中,量子逻辑门的错误几乎可以忽略不计,展现了极高的稳定性和可靠性。

这项成就不仅令人瞩目,更对量子计算机的未来发展具有深远影响。量子计算机的小型化和成本降低一直是科研人员追求的目标,而此次牛津大学的突破,无疑为实现这一目标提供了重要支持。通过显著降低量子逻辑门的错误率,科学家们能够减少纠错所需的基础设施,从而降低量子计算机的制造成本和体积。

牛津大学的戴维·卢卡斯教授作为论文的合著者,对此表示高度认可。他认为,这是全球范围内有记录以来精度最高的量子比特操作,是构建实用量子计算机的重要里程碑。卢卡斯教授还指出,这一突破将推动量子计算技术在解决现实世界问题方面的应用。

与此同时,论文的共同第一作者莫莉·史密斯,一位牛津大学物理系的研究生,也分享了她的看法。她表示,这项工作通过大幅降低错误发生的概率,为未来量子计算机变得更小、更快、更高效开辟了道路。史密斯还强调,精确操控量子比特不仅对于量子计算具有重要意义,还将对其他量子技术如原子钟和量子传感器产生积极影响。

此次突破的实现得益于微波技术的运用。与传统的激光控制方法相比,微波控制具有更高的稳定性和更低的成本。电子控制更容易集成到离子阱芯片中,从而简化了量子计算机的构造过程。实验过程中,科学家们在室温下且无需磁屏蔽的条件下进行了操作,进一步降低了技术要求。

尽管这一突破标志着量子计算领域的一个重要进展,但科学家们也清醒地认识到,这仅仅是万里长征的第一步。量子计算的实现需要单量子比特门和双量子比特门的协同工作,而目前双量子比特门的错误率仍然较高。因此,降低双量子比特门的错误率仍然是科研人员面临的重要挑战。

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