科學家們表示，他們已經解決了一個十年之久的問題，這可能使“量子硬盤”的概念更接近現實。
該解決方案涉及開發一種新型糾錯系統來穩定— 的組成部分——反對乾擾，克服實際發展面臨的重大障礙。
研究人員在論文中表示：“這一進步對於可擴展量子計算機的開發至關重要，因為它允許構建更緊湊的量子存儲系統。”一份聲明。 “通過減少物理量子位開銷，這些發現為創建更緊湊的‘量子硬盤’鋪平了道路——一種能夠可靠地存儲大量量子信息的高效量子存儲系統。”
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量子計算的最大挑戰之一在於管理破壞計算的錯誤。
量子計算機依賴於量子位，即類似於經典計算機中的位的微小量子信息單位，它們對溫度變化和電磁干擾等環境干擾極其敏感。即使對量子位微妙的量子態的微小破壞也可能導致量子系統中的數據丟失和錯誤。
多年來，研究人員一直在研究如何保持這些量子位及其所持有的量子數據的穩定。量子系統中的糾錯通常是通過在遵循拓撲“代碼”的晶格結構中組織量子位來實現的。研究人員解釋說，其目的是通過使用盡可能少的物理量子位來管理出現的錯誤，從而贏得“軍備競賽”
然而，當前的 3D 糾錯方法只能處理單行量子位上的錯誤，限制了隨著系統的增長它們可以管理的錯誤數量。研究人員通過開發一種糾錯架構克服了這個問題，該架構使用由拓撲代碼組織的 3D 量子位點陣，從而能夠在 3D 結構內的二維表面上糾正錯誤，而不僅僅是在單一維度上。
研究人員表示，隨著系統的發展，這種結構可以通過在 3D 晶格內更廣泛的二維表面上糾正錯誤來處理更多錯誤，從而使其能夠更有效地擴展
“在通用量子計算機的開發過程中，仍然存在需要克服的重大障礙。其中最大的障礙之一是我們需要使用大部分量子位（機器核心的量子開關）來抑制技術中自然出現的錯誤，”主要作者多米尼克·威廉姆森悉尼大學納米研究所和物理學院研究員在聲明中表示。
“我們提出的量子架構將需要更少的量子位來抑制更多的錯誤，從而為有用的量子處理釋放更多的空間。”
斯蒂芬·巴特利特教授悉尼大學納米研究所所長、量子理論家在聲明中補充道：“這一進步可能有助於改變量子計算機的構建和操作方式，使它們更易於使用和實用，適用於從密碼學到量子多體系統的複雜模擬等廣泛應用。”
