量子冰箱：量子電腦重置的嶄新途徑

量子電腦可謂是計算領域的下一個重大飛躍，它將量子力學的獨特特性應用於電腦運算之中。量子電腦依靠量子位元（qubits）執行，量子位元能以比普通電腦位元快得多的速度進行計算。然而，要實現量子電腦的廣泛應用，仍有不少障礙有待克服，其中之一便是確保量量子位元不會累積錯誤。

量子位元對熱和輻射極為敏感，因此理想的配置是在每次計算後能重置量子位元。目前，大多數先進技術能將量子位元的溫度降至絕對零度以上40到49毫開爾文（milliKelvins）。但近期一篇新論文的研究成果更進一步。研究團隊利用超導電路製成了量子吸收冰箱，能將量子位元冷卻至22毫開爾文，從一開始就大幅降低了出錯的機率。

查爾姆斯理工大學（Chalmers University of Technology）的第一作者穆罕默德·阿里·阿米爾（Mohammed Ali Aamir）表示：「在量子電腦中，初始錯誤會在計算過程中不斷累積。在一開始消除的錯誤越多，日後所需付出的精力就越少。」

將量子位元冷卻到如此低的溫度，就如同把白板擦乾淨一般，能讓量子位元重新投入使用，而無需擔心錯誤問題。美國國家標準與技術研究院（NIST）以及馬裡蘭大學量子資訊與電腦科學聯閤中心的物理學家妮可·楊格·哈爾彭（Nicole Yunger Halpern）解釋道：「如果不把量子位元冷卻到這麼低的溫度，就無法如此徹底地清除資訊。」

阿里稱：「我們認為這種方法將為更可靠的量子計算鋪平道路。目前，量子電腦中的錯誤很難控制。從更接近基態開始運算，日後需要糾正的錯誤就會更少，能在錯誤發生前就降低其出現的可能性。」

量子冰箱同樣使用量子位元，其中一個與系統中較熱的部分相連，充當電源；另一個則作為散熱器，在製冷過程中吸收實際用於計算的量子位元所產生的熱量。這種方法能自動執行，也正因如此，研究團隊對此成果感到十分振奮。

楊格·哈爾彭補充道：「論文中的這項技術可能會使量子電腦受益。它能解決量子電腦設計中的一個問題，還表明我們可以從電腦冰箱的某一部分吸取熱量，並將其轉化為功。這項技術可能會帶來一些我們尚未想到的技術能力。」

一篇討論該研究成果的論文已發表在《自然·物理》（Nature Physics）雜誌上。