“量子冰箱”可高效重置量子比特

    科技日报北京1月13日电 （记者张梦然）美国国家标准与技能研讨院（NIST）与瑞典查尔姆斯理工大学协作，开宣布一种新式“量子冰箱”，可高效重置量子比特，并运用“冰箱”组件间的暖流作为动力源，坚持低温作业环境。该作用宣布在最新一期《天然·物理学》杂志上，为下一步研发牢靠的量子核算机铺平道路。

    量子核算机的设计者面临着一项艰巨的使命：保证超导量子处理器中的量子比特在履行核算时没有过错。这些量子比特极易遭到热量和辐射的影响，导致它们状况被损坏。比方，细微的搅扰就能让一个数字从1变成7。

    为了“擦除”或重置超导量子比特，即把它们康复到最低能量状况，一般需求将它们冷却至挨近绝对零度。传统上，最佳的重置办法能够到达40—49毫开尔文（mK）的温度。此次研讨团队完成了更佳成果：将量子比特冷却至22mK，明显削减了初始过错，为后续的核算进程节省了很多纠错作业量。

    团队运用了一种称为“量子制冷”的技能。该技能学习一般冰箱的作业原理，将热量从量子比特中吸走，以完成冷却作用。不同于家用冰箱运用的电力动力，“量子冰箱”是依托核算机其他部分的热量来驱动冷却进程。

    具体来说，这个“量子冰箱”由两个额定的量子比特构成。其间一个量子比特连接到量子核算机较温暖的部分，充任能量供给的人物；另一个则作为散热器，吸收来自核算量子比特的剩余热量。当核算量子比特变得过热时，第一个量子比特会主动地将热量搬运给散热器，然后协助核算量子比特回到挨近其基态的方位，并铲除之前的数据。

    整个进程是自动化的，简直不需求外部干涉或额定资源来保护核算量子比特的功用。这种办法不光削减初期过错的产生几率，还降低了全体核算进程中过错纠正的需求。

【总编辑圈点】。

    将量子比特重置到正确状况的一种办法是冷却量子比特，挨近绝对零度，“擦除”瑕疵。“量子冰箱”的作业原理令人叫绝：用量子核算机其他部分的热量作为动力，用两个辅佐量子比特，“泵出”核算量子比特中的热量，然后坚持核算环境挨近绝对零度。在量子核算精度进步的一起，这一办法还拓荒了一条运用热量为量子体系作贡献的新途径。“量子冰箱”或将大幅提高量子核算机的功能，为杂乱分子模仿等量子核算项目走向有用打下根底。

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