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降低量子電腦雜訊的新方法

黃昱銘|特約編輯 (臺灣大學化學系碩士)

在量子計算的過程中,當量子位元與周圍環境發生相互作用時,會產生大量的雜訊,而雜訊所導致系統的不穩定性,會造成在進行量子計算或操作後得到不準確的結果。量子雜訊的問題是限制當前量子電腦發展最重要的因素。為了有效降低雜訊帶來的影響,量子錯誤校正碼(quantum error correcting code)是處理錯誤資訊最常使用的方法之一,然而因為硬體設備的量子位元數目以及錯誤率的限制,使得量子錯誤校正碼還沒辦法在當前的量子電腦硬體上實現。日前牛津大學(University of Oxford)的研究人員提出了一套稱為「亂序錯誤抑制」(Error Suppression Derangement) 的理論方法,將量子計算拓展到多個位元,並利用位元間的對稱性,讓雜訊的影響互相抵銷,並將誤差結果濾除,進而提高最終計算結果的準確性。此一新穎錯誤校正方法的發展,有望在現今的量子電腦上實現更大而且更精準的量子計算。

降低量子電腦雜訊的新方法
Error Suppression Derangement(ESD)方法的電路示意圖。出處:資料來源2.

資料來源

  1. https://qt.eu/about-quantum-flagship/newsroom/error-suppression-quantum-computers/
  2.  Koczor, B., Exponential error suppression for near-term quantum devices. Phys. Rev. X 2021, 11 (3), 031057. https://journals.aps.org/prx/pdf/10.1103/PhysRevX.11.031057

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