英媒：量子计算机借“冰箱”实现自动纠错

　　参考消息网1月12日报道 英国《新科学家》周刊网站1月9日发表题为《量子计算机首次实现自动纠错》的报道，称一个微型冷却装置能自动重置量子计算机中出现故障的组件。其表现表明，操控热量也能使开发出其他自主量子设备成为可能。

　　据报道，量子计算机还未完全实用化，因为它们出错太多。事实上，如果量子比特(这类计算机的关键组件)意外升温且能量过高，那么在计算开始前，它们可能就已处于错误状态。有一种方法可以将量子比特“重置”到正确状态，那就是将它们冷却。

　　瑞典查默斯理工学院的西莫内·加斯帕里内蒂及其同事首次将这一任务交给了一台自主量子“冰箱”。

　　研究人员使用微型超导电路构建了两个量子比特和一个“量子三比特”(qutrit)。相较于单个量子比特，量子三比特能存储更复杂的信息。量子三比特和其中一个量子比特构成了为第二个目标量子比特服务的“冰箱”，而这个目标量子比特最终可用于计算。

　　研究人员精心设计了这三个组件之间的相互作用，以确保当目标量子比特能量过高(这会导致出错)时，热量会自动从目标量子比特流出，进入另外两个组件。这将降低目标量子比特的温度并将其重置。这个过程是自主的，因此由量子比特和量子三比特构成的“冰箱”无需任何外部控制就能纠错。

　　同样来自查默斯理工学院的阿米尔·阿里表示，与更传统的方法相比，这种重置量子比特的方法需要使用的新硬件更少，且效果更好。在无需对量子计算机进行重大重新设计或引入新线路的情况下，量子比特的初始状态有99.97%的正确率。他说，其他重置方法通常只能达到99.8%的正确率。

　　位于马里兰州的美国国家标准与技术研究所的妮科尔·扬格·哈尔彭参与了该项目。她表示，这是一个有力的例子，表明处理热量、能量和温度的热力学机器在量子领域也能发挥重要作用。

　　热机等传统热力学机器引发了全面的工业革命，但到目前为止，量子热力学还不是很实用。扬格·哈尔彭说：“我的目标是让量子热力学发挥实际作用。这台可以说很有用的自主量子‘冰箱’就是我们的首个例子。”

　　瑞士日内瓦大学的尼古拉·布伦纳说：“很高兴看到这台机器开动并发挥作用。它自主运行，不需要任何外部控制，这一特点使它效率很高且用途广泛。”

　　波兰格但斯克大学的米哈乌·霍罗德茨基表示，对于用超导电路构建的量子计算机来说，最紧迫的问题之一就是，很难确保机器不会升温进而出错。他说，这项新实验为许多曾被提出但从未得到验证的类似项目开辟了道路，比如用量子比特构建自主量子发动机。

　　研究人员已在研究，能否在这项实验的基础上进一步开展工作。例如，他们可能会制造一个自主量子时钟，或者设计一台由温差自动驱动其他功能的量子计算机。（编译/刘白云）