“Harvard-MIT团队新打破：3000比特碱金属原子阵列的勾搭运行”中先容， Harvard-MIT 团队还是掌抓了碱金属原子的勾搭运行时间。更进一面容，他们脱手缓缓探索通用容错量子计较的架构性问题。其使命的紧要兴味在于，在实验上范式性地展示了通用容错量子计较架构偏执通盘中枢元素，逻辑比特失误率获取压制，何况在逻辑比特层面竣事了普适逻辑门。通用容错的原子量子计较还是初具雏形。

原子阵列的通用容错量子计较架构

Harvard-MIT 团队竣事了碱金属原子中的可差异原子丢失的量子态探伤。之前的碱金属原子实验中，量子态探伤是通过把其中一个态的原子用共振光推走扔掉，再成像，通过原子是否还留存来判断量子态，也等于把量子态信息升沉为丢失信息。然而，这么一方面无法差异原子是处在一个态如故蓝本就丢失（即不行检测丢失失误），另一方面岂论若何该原子不行再次使用。而这项使命中，他们在成像时施加了一个光晶格，然后通过访佛 Stern-Gerlach 实验的模式，让处在不同量子态的原子在空间上分离，也等于把量子态信息升沉为位置信息。这么，既不错高保确切竣事量子态探伤，又不错差异原子是否有丢失失误，淌若原子莫得丢失，还不错从头启动化、不息复用。

张开剩余71%

图1 碱金属原子中可差异丢失的量子态探伤。

有了这些时间的加成，就不错进行勾搭纠错操作了。他们领先展示了“低于阈值”实在认，也等于“越纠越对”。跟着码距增多，逻辑比特失误率指数下落。他们使用不同码距的名义码对比了每轮操作的逻辑比特失误率，发现码距为 5 的名义码的每轮失误率比码距为 3 的低 2.14(13) 倍，这个数字和2024年底 Google Willow 的数据基本持平。他们颠倒提到，他们在这里使用了机器学习解码器。机器学习解码和原子蚀本探伤的应用，共同把纠错确认晋升了约 1.73 倍。对于码距为 5 的名义码，他们竣事了每轮 0.62(3)% 的逻辑比特失误率。在不发生原子丢失的时间，这个数字不错晋升到 0.1% 控制。这与他们的实验中大要一半的失误开头于原子丢失是吻合的。

图2 通用、容错的原子量子计较架构。

偶然探伤、改良包括原子蚀本在内的各式失误，量子阐明的运行深度原则上就不错扩张下去。在此基础上，他们运行了逻辑比特之间的量子逻辑门，并在量子逻辑门之间穿插纠错操作，探索这两者之间的相助。他们对比了“横截”（transversal）和“格点手术”（lattice surgery）两种逻辑门的操作模式，展示了“横截”模式对特别注入的测量失误是更不敏锐的。他们还商讨了两次纠错之间逻辑门个数对逻辑操作失误率的影响。比较于物理比特，最终的逻辑比特量子门性能依赖于更多参数和阐明的建立，包括两次纠错之间运行的逻辑门个数、解码到手率偏执随逻辑门次数恶化的过程（或者简约地说，失误在编码中的累行恶果）等。他们在论文预印本中给出了一个逻辑比特保真度的简约模子

临了，为了展示逻辑比特层面的通用容错计较才智，他们初步演示了容错的逻辑比特普适门和无失误蕴蓄的逻辑比特深层阐明。值得刺眼的是，他们引入逻辑比特测量，何况诳骗“传送”（teleportation）的决议。这么一来，就不错绕开Eastin-Knill定理的限度，在齐使用“横截”决议的情况下，用碎裂的数字门操作，以指数的精准度面对轻易的模拟量子态旋转操作，竣事普适门操作。“传送”决议还不错竣事在逻辑信息在阐明中传播的同期，物理比特的失误并不传播。结合他们发展的阐明华夏子复用时间，在把测量、重启动化、冷却等物理比特层面的阐明中操作也齐优化得比较好后，他们用不同维度、不同编码的“簇态”（cluster state）的制备和测试演示了逻辑比特层面的算法运行，展示了恒熵运行（简约说等于失误不蕴蓄）的遣散，何况实验周期叠加频率也提高了两个数目级。

—— 结语

这项使命演示了使用原子阶梯履行容错量子计较的可靠架构决议，通用容错量子计较的中枢元素在一个平台上获取展示，是原子量子计较乃至量子计较范畴的一次里程碑式进展。这意味着，接下来的实验，需要、也有才智锤真金不怕火对于通用、容错方面的表面决议。原子量子计较平台的发展，投入到一个必须同通用容错逻辑操作决议的表面商讨细巧结合的阶段。

文件

[1] D. Bluvstein亚脖体育, et al., Architectural mechanisms of a universal fault-tolerant quantum computer, Preprint at http://arxiv.org/abs/2506.20661.

发布于：甘肃省