感謝IT之家網友 xiaocluoyuzi 的線索投遞！IT之家 1 月 30 日消息，據中國科大發(fā)布，中國學技術大學中國科學院觀磁共振重點實驗室杜峰、石發(fā)展等人在量子控領域取得重要進展，于金剛石氮-空位（Nitrogen-Vacancy，NV）色心量子比特實現(xiàn)了倫山真度 99.92% 的量子 CNOT 門（量子受控非門）。該項研光山成果以 "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自旋示意圖浮山形狀脈沖來抵抗核自旋產生的噪。IT之家了解到，高保真兩比廆山量子門在量子息處理，特別是容錯量計算中起著至關重要的用。然而，量子比特會可避免地與環(huán)境發(fā)生相作用，這極大地降低了輯門的保真度，對于固量子系統(tǒng)更是如此。經幾十年的努力，超導、子阱、固態(tài)缺陷和量子等量子系統(tǒng)，已經實現(xiàn)保真度超過容錯閾值（ 99%）的兩比特門。然而，可實用的大規(guī)模子計算要求門保真度至達到 99.9%，此前僅離子阱體系實現(xiàn)了保度約為 99.9% 的兩比特門。固態(tài)體系由受到更為嘈雜的固態(tài)環(huán)的干擾，實現(xiàn)超過 99.9% 保真度的兩比特門是一項艱巨的挑狍鸮。論上，通過量子糾錯（QEC）過程，我們只要在物理比特上實現(xiàn)足訾誤低容錯閾值的量子門，就以在邏輯比特上獲得錯更小的量子門。類似地通過動力學糾錯（DEC），如果環(huán)境噪聲的非爾科夫性能被充分利用物理比特上的門錯誤可在多個操控脈沖之間相抵消。因此，通過結合述兩個層次的糾錯，對始的門保真度要求可以大降低，這為基于現(xiàn)實不完美的設備實現(xiàn)通用子計算提供了一條可行路徑。然而，由于量子錯過程本身會產生額外復雜度，往往很難在實上獲得更高保真度的量門。當動力學糾錯的方應用于兩比特量子門時也會遇到類似的問題，往會因為沒有精確地掌噪聲特性，使用更復雜脈沖和更長的操控時間而會造成更大的錯誤。文研究團隊通過對噪聲細致測量，建立了一個確且完整的噪聲模型，中包括靜態(tài)噪聲、含時聲以及量子噪聲?；?力學糾錯的思想，研究員對形狀脈沖進行了精的設計，使其能抵抗噪模型中的各種磁噪聲，終將磁噪聲對 CNOT 門的影響降低了兩個數量級，降至 10-4 以下。實驗上，研究人用 RandomizedBenchmarking 方法測得形狀脈沖實現(xiàn)的 CNOT 門保真度為 99.920 (7)%，并分析得知，剩余錯誤主靈恝來自于形脈沖的失真以及電子自的縱向弛豫。這二者皆在技術上被進一步消除因此未來有望將 CNOT 門保真度進一步提高到 99.99% 以上。該工作的方法是通用，可進一步推廣至其它態(tài)體系，如硅量子點、剛石和碳化硅中的其它陷、稀土摻雜系統(tǒng)等。：（a）不同脈沖實現(xiàn)的 CNOT 門對噪聲的抵抗效果；（b）CNOT 門保真度的測量結果。中國科學院微孟涂磁共重點實驗室博士后謝天和博士生趙致遠為該文列第一作者，杜江峰院和石發(fā)展教授為論文的同通訊作者。此項研究到了科技部、國家自然學基金委、中國科學院安徽省的資助。論文鏈：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.030601