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感謝IT之家網(wǎng)友 xiaocluoyuzi 的線索投遞！IT之家 1 月 30 日消息，據(jù)中國(guó)大發(fā)布，中國(guó)科技術(shù)大學(xué)中國(guó)科院微觀磁共振重實(shí)驗(yàn)室杜江峰、發(fā)展等人在量子控領(lǐng)域取得重要展，基于金剛石-空位（Nitrogen-Vacancy，NV）色心量子比特實(shí)了保真度 99.92% 的量子 CNOT 門（量子受控非門）。項(xiàng)研究成果以 "99.92%-Fidelity CNOT Gates in Solids by Noise Filtering" 為題發(fā)表在《Physical Review Letters》[Phys. Rev. Lett.130, 030601（2023）] 上。圖：金剛石石氮-空位色心及其周圍的核旋示意圖，形狀沖用來(lái)抵抗核自產(chǎn)生的噪聲。IT之家了解到，高真兩比特量子門量子信息處理，別是容錯(cuò)量子計(jì)中起著至關(guān)重要作用。然而，量比特會(huì)不可避免與環(huán)境發(fā)生相互用，這極大地降了邏輯門的保真，對(duì)于固態(tài)量子統(tǒng)更是如此。經(jīng)幾十年的努力，導(dǎo)、離子阱、固缺陷和量子點(diǎn)等子系統(tǒng)，已經(jīng)實(shí)了保真度超過(guò)容閾值（約 99%）的兩比特門。而，可實(shí)用的大模量子計(jì)算要求保真度至少達(dá)到 99.9%，此前僅離子阱體系實(shí)了保真度約為 99.9% 的兩比特門。固態(tài)體系于受到更為嘈雜固態(tài)環(huán)境的干擾實(shí)現(xiàn)超過(guò) 99.9% 保真度的兩比特門是一項(xiàng)艱的挑戰(zhàn)。理論上通過(guò)量子糾錯(cuò)（QEC）過(guò)程，我們只要在物理當(dāng)康特實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤低于容閾值的量子門，可以在邏輯比特獲得錯(cuò)誤更小的子門。類似地，過(guò)動(dòng)力學(xué)糾錯(cuò)（DEC），如果環(huán)境噪聲的非密山爾科性能被充分利用物理比特上的門誤可以在多個(gè)操脈沖之間相互抵。因此，通過(guò)結(jié)上述兩個(gè)層次的錯(cuò)，對(duì)初始的門真度要求可以大降低，這為基于實(shí)中不完美的設(shè)實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)提供了一條可行路徑。然而，由量子糾錯(cuò)過(guò)程本會(huì)產(chǎn)生額外的復(fù)度，往往很難在驗(yàn)上獲得更高保度的量子門。當(dāng)力學(xué)糾錯(cuò)的方法用于兩比特量子時(shí)，也會(huì)遇到類的問(wèn)題，往往會(huì)為沒(méi)有精確地掌噪聲特性，使用復(fù)雜的脈沖和更的操控時(shí)間反而造成更大的錯(cuò)誤本文研究團(tuán)隊(duì)通對(duì)噪聲的細(xì)致測(cè)，建立了一個(gè)準(zhǔn)且完整的噪聲模，其中包括靜態(tài)聲、含時(shí)噪聲以量子噪聲?；?力學(xué)糾錯(cuò)的思想研究人員對(duì)形狀沖進(jìn)行了精巧的計(jì)，使其能抵抗聲模型中的各種噪聲，最終將磁聲對(duì) CNOT 門的影響降低了個(gè)數(shù)量級(jí)，降至 10-4 以下。實(shí)驗(yàn)上，研究人用 RandomizedBenchmarking 方法測(cè)得形狀脈沖實(shí)現(xiàn)的 CNOT 門保真度為 99.920 (7)%，并分析得知，剩余錯(cuò)誤主來(lái)自于形狀脈沖失真以及電子自的縱向弛豫。這者皆可在技術(shù)上進(jìn)一步消除，因未來(lái)有望將 CNOT 門保真度進(jìn)一步提高到 99.99% 以上。該工作的方法是用的，可進(jìn)一步廣至其它固態(tài)體，如硅量子點(diǎn)、剛石和碳化硅中其它缺陷、稀土雜系統(tǒng)等。圖：a）不同脈沖實(shí)現(xiàn)的 CNOT 門對(duì)噪聲的抵抗效；（b）CNOT 門保真度的測(cè)量結(jié)果。中國(guó)科學(xué)微觀磁共振重點(diǎn)驗(yàn)室博士后謝天和博士生趙致遠(yuǎn)該文并列第一作，杜江峰院士和發(fā)展教授為論文共同通訊作者。項(xiàng)研究得到了科部、國(guó)家自然科基金委、中國(guó)科院和安徽省的資。論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.030601