量子計算機由于溫度、壓力、磁場變化等環(huán)境的輕微干擾，破壞了——量子比特脆弱的計算基礎(chǔ)，似乎先天存在很多錯誤。美國芝加哥大學(xué)工程學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種新方法，可以持續(xù)測量和實時調(diào)整量子系統(tǒng)周圍的噪音，最大限度地減少誤差。

隨著量子計生器規(guī)模的擴大，噪聲和錯誤帶來的挑戰(zhàn)也越來越大。首先，量子比特很容易隨環(huán)境而變化。第二，如果科學(xué)家們試圖測量量子比特，這種狀態(tài)就會崩潰，數(shù)據(jù)就會丟失。因此，糾正兩者系統(tǒng)的錯誤是非常困難的。

在最新一期《科學(xué)》中描述的方法依賴于“旁觀者量子比特”：量子比特是一種不存儲數(shù)據(jù)的計算機集合，目的是測量和消除外部雜音。

研究人員將新系統(tǒng)比喻為減少噪音的耳機，這可以持續(xù)監(jiān)測周圍的噪音，同時發(fā)送反頻率，消除噪音，這種方法可以大幅提高量子比特的質(zhì)量。

在中性原子量子處理器中，研究者使用激光束，即光鑷子，使原子懸浮在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ谶@些浮游原子的大型排列中，每個原子都成為一個量子比特，可以在重疊狀態(tài)下存儲和處理信息。

研究小組使用銣原子作為量子比特，銫原子作為旁觀者，繼續(xù)讀取銣原子的實時數(shù)據(jù)，然后通過微波震動調(diào)整銫原子。結(jié)果表明，銫原子能夠準(zhǔn)確地捕捉到噪音，系統(tǒng)能夠?qū)崟r消除銣原子中的噪音。

研究人員認(rèn)為，未來由“觀察者量子比特”組成的系統(tǒng)在任何結(jié)構(gòu)的量子計算機背景下都能持續(xù)工作，最大限度地減少數(shù)據(jù)存儲和計算時的錯誤。