中存储消息，AWS近日报道了一种改进的量子纠错方法，该方法以较少的开销（冗余量子位）和允许有效纠错的时间尺度来解决量子位中的翻转和相位误差。这项工作今天发表在《APS物理评论X》上，使用了所谓的双轨擦除量子位。
AWS研究人员Harry Levine和Arbel Haim在今天的一篇博客（纠错量子计算机的新构建块）中报告称，广义上讲，量子位经历了三种类型，“我们双轨量子位中的绝大多数错误（>96%）都是擦除错误（泄漏到|00⟩），只有一小部分（<4%）是残余（无声）位翻转和相位翻转错误。这是一个强有力的指标，表明如果我们能够准确地标记擦除，那么我们就可以有效地纠正该系统中发生的大多数错误。”
以下是博客的简短摘录：
“当我们谈论保护量子计算机不受错误的影响时，我们谈论的是什么类型的错误？量子计算机是由量子位构建的，量子位可以处于两种量子态中的一种（通常标记为|0或|1），也可以是这些态的任何叠加。就像经典比特可能意外地从0翻转到1或从1翻转到0一样，量子比特也可能经历所谓的“比特翻转”错误，其中|0翻转到|1，反之亦然。但与经典比特不同，量子比特也可能遭受“相位翻转”误差，其中叠加|0⟩+|1 10217翻转到|0 10.217;–|1 10217。事实上，校正位翻转和相位翻转误差的困难是量子计算机比经典计算机更难进行误差校正的原因之一。”
“位翻转和相位翻转错误有一个共同的特点，那就是它们在操作员不知情的情况下悄悄地破坏了量子位的状态。但最近，另一个基于所谓“擦除错误”的错误框架引起了人们的极大关注。这些错误也会破坏量子位状态，但与位翻转和相翻转错误不同，擦除错误会发出一个标志，表明量子位已损坏。
“如果我们能用只有擦除错误的量子位构建一台量子计算机，那么在错误发生时纠正错误就会变得容易得多，因为我们实际上知道哪些量子位被破坏了。这些额外的信息使我们能够减少纠正同等数量的无声位翻转和相位翻转错误所需的冗余和开销。这一想法最近作为一种引人注目的策略越来越受欢迎，可以在几个实验量子计算平台上减少纠错开销，包括中性原子、超导电路和俘获离子。”
他们的博客是一个很好的概述，很容易访问。AWS的工作是用超导transmon量子位完成的。以下是论文的摘要以及总结双轨量子位方法的图。
摘要：“与标准纠错相比，擦除量子位的量子纠错具有显著优势，因为擦除误差的阈值很好。要在实践中实现这一优势，需要一个几乎所有误差都是擦除误差的量子位，并且能够在不使量子位去相位的情况下检查擦除误差。我们证明，由一对共振耦合的传输子组成的“双轨量子位”可以形成高度相干的擦除量子比特，其中传输子T1误差被转换为擦除误差，残余去相位被强烈抑制，从而在量子位子空间内产生毫秒级的相干。”。
“我们证明，单个量子位门主要受到擦除误差的限制，每个门的擦除概率约为1/4 2.19？2Þ×10−3，而残余误差约低40倍。我们进一步证明了擦除误差的中间电路检测，同时每次检查引入<0.1%的去相位误差。最后，我们证明了传输子噪声的抑制使这种双轨量子位能够在宽的可调工作范围内保持高相干性，从而提高了避免频率碰撞的能力。这项工作将基于传输子的双轨量子比特确立为硬件高效量子纠错的一个有吸引力的构建块。”
链接到AWS博客，https://aws.amazon.com/blogs/quantum-computing/a-new-building-block-for-error-corrected-quantum-computers/
链接到AWS论文，https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.011051