MIT开创减少双量子比特门误差的新方法，提高鲁棒性迈向纠错量子计算机

当地时间6月16日，麻省理工学院 (MIT) 的研究人员在全面实现量子计算的道路上取得了重大进展，研究人员展示了一项技术，这项技术可以消除量子算法中最基本的操作 (双量子比特门操作) 的常见错误[1]。

相关研究成果以“Realization of High-Fidelity CZ and ZZ-Free iSWAP Gates with a Tunable Coupler”为题，发表在美国物理学会出版的《物理评论X》(Physical Review X) 上[2]。

MIT电气工程与计算机科学系的研究生Youngkyu Sung，同时也是论文的第一作者，他表示，尽管使用超导量子比特进行低误差计算方面取得了巨大进展，但双量子比特门作为量子计算的基石，仍然存在错误。团队已经展示了一种大幅减少这些错误的方法。
 

图1｜MIT研究团队 (来源：MIT)

在量子计算机中，由脆弱的量子比特执行的信息处理是一个极其微妙的过程，量子比特极易受到退相干的影响，失去其量子特性。

Youngkyu Sung和其团队在先前的研究中，就提出了可调耦合器，该器件能让研究人员打开/关闭两个量子比特的相互作用，以控制其操作，同时保护脆弱的量子比特。

可调耦合器的出现代表着一个重大的进步，也是谷歌演示“量子霸权”的关键。

尽管如此，应对错误机制就像剥洋葱一样，剥下一层就会发现还有一层。在这种情况下，即使使用可调耦合器，双量子比特门仍然容易出现错误，这些错误是由两个量子比特之间以及量子比特和耦合器之间的相互作用造成的。

在可调耦合器出现之前，这类相互作用通常被忽略，因为之前它们并不突出。但这类误差会随着量子比特和门的数量增加而增加，它们的出现使研究人员无法建立更大规模的量子处理器。MIT研究团队的论文，提供了一种新的方法来减少这种误差。

MIT电气工程与计算机科学系副教授、MIT林肯实验室研究员、