基於極冷原子的 QuEra 量子電腦的細節
克維埃拉
稱為幻象代碼的演算法可以幫助量子電腦無錯誤地運行複雜的程序，從而克服更廣泛使用該技術的主要障礙。
起初，一些物理學家懷疑量子電腦是否有用，因為他們預期這些設備很容易出現難以修正的錯誤。如今，有多種類型的量子電腦已被用於科學發現和研究。然而，儘管取得了進展，研究人員仍未能完全解決錯誤問題。
哈佛大學的沙揚·馬吉迪 (Shayan Majidi) 表示，許多流行的糾錯程序允許量子計算機無錯誤地存儲信息，但它們存在計算困難。
在尋找解決方案的過程中，他和他的同事專注於涉及許多計算步驟的計算，這些步驟既耗時又低效，並且存在額外錯誤的風險。
量子電腦由稱為量子位元的物理單元組成，但這些計算涉及邏輯量子位元或量子位元組，它們交換資訊以降低錯誤率。為了使計算沒有錯誤，設備通常必須操縱邏輯量子位元（例如，透過向物理量子位元發射雷射或微波）來糾纏其中兩個或多個量子位元或改變它們的量子特性。
幻影代碼允許許多邏輯量子位元糾纏在一起，而不需要任何物理動作 – 因此被稱為“幻影”。實際上，這意味著整個計算將需要更少的此類步驟，從而提高效率並減少可能的錯誤數量。
Majidi 和他的同事使用電腦模擬來測試幻像程式碼，以解決兩個問題：準備計算中經常使用的特殊量子位元狀態，以及模擬量子材料的玩具模型。他們發現，由於需要較少的物理操作，他們的方法產生的結果比傳統糾錯程序準確 100 倍。
Majidi 表示，幻影程式碼無法幫助每個量子計算程序，但它們在計算已經需要大量複雜性的情況下表現出色。據他說，他們不會無中生有地製造糾纏，而是利用現有的東西。 「這不是免費的午餐。這只是已經存在的午餐，但我們沒有吃它，」他說。
愛爾蘭戈爾韋大學的馬克霍華德表示，為量子運算任務選擇糾錯碼與選擇盔甲類似：板甲更重且靈活性較差，因此可以提供比鏈甲更多的保護。霍華德說，幻影代碼提供了靈活性，但與鏈郵件一樣，它們也有缺點，例如比某些傳統方法需要更多的量子位元。他說，正因為如此，它們可以用於一些有針對性的量子計算軟體例程，但它們不太可能成為量子電腦錯誤問題的完整解決方案。
澳洲雪梨大學的多明尼克威廉森表示，幻影碼如何與其他糾錯技術競爭仍然是一個懸而未決的問題，其中一些技術可能取決於量子運算硬體的未來發展。
馬吉迪說，他的團隊已經與利用極冷原子建造量子電腦的同事密切合作。他預計，從幻影程式碼中汲取的經驗教訓，再加上對量子位元實際功能的理解，將產生一種新的策略，其中量子計算程式更適合特定的任務和實現。
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