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牛津團隊創下量子位元操作精準度新紀錄!錯誤率僅0.000015%

牛津大學物理學家團隊近期取得突破性進展,成功將量子邏輯運算的錯誤率降至史上最低的0.000015%,相當於每670萬次操作中僅出現1次錯誤。

離子阱晶片示意圖

牛津大學David Lucas教授興奮表示:「就我們所知,這是目前全球最精準的量子位元操作紀錄。對建造能解決實際問題的量子電腦而言,這項突破至關重要。」

研發團隊成員Molly Smith補充說明:「大幅降低錯誤率能顯著減少量子電腦所需的糾錯基礎設施,這意味著未來的量子電腦將更小巧、快速且高效。」

值得注意的是,這項技術突破不僅適用於量子運算,在量子時鐘和量子感測器等領域也極具應用潛力。

研究團隊採用創新方法,使用鈣離子作為量子位元載體,並改採微波電子訊號而非傳統雷射來控制量子狀態。這種新技術具備以下優勢:

  • 操作穩定性遠高於雷射控制
  • 建置成本大幅降低
  • 更容易整合至離子阱晶片
  • 可在室溫環境下運作,無需磁遮蔽

不過研究團隊也坦承挑戰仍在:「雖然單量子位元閘已達驚人精準度,但雙量子位元閘的錯誤率目前仍高達約1/2000。若要打造真正容錯的量子電腦,這將是下階段必須突破的關鍵。」

這項重要研究成果已發表於《物理評論快報》期刊,論文標題為〈Single-qubit gates with errors at the 10−7 level〉。