迄今最多逻辑量子比特计算机问世

科技日报北京12月7日电 （记者刘霞）量子计算领域的一项纪录再次被打破：美国波士顿量子计算初创公司QuEra建造的新型量子计算机拥有迄今数量最多的逻辑量子比特——达到48个，是此前逻辑量子比特数量的10倍多。与标准量子比特不同，逻辑量子比特容错率更高。这一成果向构建出实用量子计算机迈出了重要一步，相关论文发表于最新一期《自然》杂志。

量子计算机能完成多复杂的计算取决于它包含的量子比特的数量。最近，IBM和总部位于加利福尼亚的“原子计算”公司推出了拥有1000多个（数量是此前的3倍多）量子比特的设备，但这些新设备的计算能力并没有显著提高，因为传统量子比特数量越多，产生的错误往往也更多。

鉴于此，QuEra公司转而致力于增加量子计算机逻辑量子比特的数量，以制造出容错能力更强的量子计算机。逻辑量子比特是通过量子纠缠相互连接的量子比特组。

在最新研究中，科学家使用激光和磁铁的力，将一个真空容器中的数千个铷原子冷却到接近绝对零度，使原子的量子特性最为突出。随后，他们再次用激光照射原子以精确控制其量子态。他们利用原子创建了280个量子比特，然后用另一束激光脉冲让其中一组量子位发生纠缠（如一次纠缠7个量子比特），制成一个逻辑量子比特。借助这种方法，研究人员一次可制造多达48个逻辑量子比特，是以前数量的10倍多。

此外，最新量子计算机用激光束制成的“光镊”使量子比特相互靠近，从而相互作用并交换信息，而IBM和谷歌制造的基于芯片的量子计算机，必须使用多条导线来控制每个量子比特，控制能力相形见绌。

研究团队在新量子计算机上实现了几种计算机操作，以测试逻辑量子比特的性能，结果发现其容错率更高。团队估计，完全容错或无错误的量子计算机将需要数千个逻辑量子比特。