• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

量子计算机就毫无用处吗?

Can quantum computers do nothing?

作者信息

Nico-Katz Alexander, Keenan Nathan, Goold John

机构信息

School of Physics, Trinity College Dublin, Dublin 2, Ireland.

Trinity Quantum Alliance, Unit 16, Trinity Technology and Enterprise Centre, Dublin 2, Ireland.

出版信息

npj Quantum Inf. 2024;10(1):124. doi: 10.1038/s41534-024-00918-6. Epub 2024 Nov 26.

DOI:10.1038/s41534-024-00918-6
PMID:39611079
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11599043/
Abstract

Quantum computing platforms are subject to contradictory engineering requirements: qubits must be protected from mutual interactions when idling ('doing nothing'), and strongly interacting when in operation. If idling qubits are not sufficiently protected, information 'leaks' into neighbouring qubits, becoming ultimately inaccessible. Candidate solutions to this dilemma include many-body localization, dynamical decoupling, and active error correction. However, no protocol exists to quantify this effect in a similar way to e.g. SPAM errors. We develop a scalable, device non-specific, protocol for quantifying idle information loss by exploiting tools from quantum information theory. We implement this protocol in over 3500 experiments carried out across 4 months (Dec 2023-Mar 2024) on IBM's entire Falcon 5.11 processor series. After accounting for other error sources, we detect information loss to high degrees of statistical significance. This work thus provides a firm quantitative foundation from which the protection-operation dilemma can be investigated and ultimately resolved.

摘要

量子计算平台面临相互矛盾的工程要求

量子比特在闲置(“什么都不做”)时必须免受相互作用的影响,而在运行时则要强烈相互作用。如果闲置的量子比特没有得到充分保护,信息就会“泄漏”到相邻的量子比特中,最终变得无法访问。解决这一困境的候选方案包括多体局域化、动态解耦和主动纠错。然而,目前还没有一种协议能以类似于例如SPAM错误的方式来量化这种效应。我们利用量子信息理论的工具,开发了一种可扩展的、与设备无关的协议,用于量化闲置信息损失。我们在2023年12月至2024年3月的4个月里,在IBM的整个Falcon 5.11处理器系列上进行了超过3500次实验,实施了该协议。在考虑了其他误差源之后,我们检测到信息损失具有高度的统计显著性。因此,这项工作提供了一个坚实的定量基础,从中可以研究并最终解决保护 - 操作困境。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/488927fdeba9/41534_2024_918_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/39fcc26727d4/41534_2024_918_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/16b8bc5d9659/41534_2024_918_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/512c8643bb9c/41534_2024_918_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/488927fdeba9/41534_2024_918_Fig4_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/39fcc26727d4/41534_2024_918_Fig1_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/16b8bc5d9659/41534_2024_918_Fig2_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/512c8643bb9c/41534_2024_918_Fig3_HTML.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/10e8/11599043/488927fdeba9/41534_2024_918_Fig4_HTML.jpg

相似文献

1
Can quantum computers do nothing?量子计算机就毫无用处吗?
npj Quantum Inf. 2024;10(1):124. doi: 10.1038/s41534-024-00918-6. Epub 2024 Nov 26.
2
Quantum Fourier Transform Using Dynamic Circuits.使用动态电路的量子傅里叶变换
Phys Rev Lett. 2024 Oct 11;133(15):150602. doi: 10.1103/PhysRevLett.133.150602.
3
Exponential suppression of bit or phase errors with cyclic error correction.循环误差校正对比特或相位误差的指数抑制。
Nature. 2021 Jul;595(7867):383-387. doi: 10.1038/s41586-021-03588-y. Epub 2021 Jul 14.
4
Entangling logical qubits with lattice surgery.用格点手术纠缠逻辑量子位。
Nature. 2021 Jan;589(7841):220-224. doi: 10.1038/s41586-020-03079-6. Epub 2021 Jan 13.
5
Experimental deterministic correction of qubit loss.实验确定性修正量子位丢失。
Nature. 2020 Sep;585(7824):207-210. doi: 10.1038/s41586-020-2667-0. Epub 2020 Sep 9.
6
Quantum error correction with silicon spin qubits.硅自旋量子比特的量子误差校正。
Nature. 2022 Aug;608(7924):682-686. doi: 10.1038/s41586-022-04986-6. Epub 2022 Aug 24.
7
Coherent spin-state transfer via Heisenberg exchange.通过海森堡交换实现相干自旋态转移。
Nature. 2019 Sep;573(7775):553-557. doi: 10.1038/s41586-019-1566-8. Epub 2019 Sep 25.
8
Quantum computation with universal error mitigation on a superconducting quantum processor.在超导量子处理器上进行具有通用误差缓解功能的量子计算。
Sci Adv. 2019 Sep 6;5(9):eaaw5686. doi: 10.1126/sciadv.aaw5686. eCollection 2019 Sep.
9
Error mitigation extends the computational reach of a noisy quantum processor.错误缓解扩展了嘈杂量子处理器的计算范围。
Nature. 2019 Mar;567(7749):491-495. doi: 10.1038/s41586-019-1040-7. Epub 2019 Mar 27.
10
Realization of an Error-Correcting Surface Code with Superconducting Qubits.利用超导量子比特实现纠错表面码
Phys Rev Lett. 2022 Jul 15;129(3):030501. doi: 10.1103/PhysRevLett.129.030501.