有潜力快速筛选巨大的数据存储，以比传统同行更快的速度解决某些复杂问题。 但在它们投入实际使用之前，研究人员需要能够检测并修复数据传输过程中可能发生的错误。
现在，IBM 的一个研究团队构建了一个量子系统，能够检测和测量这些机器可能遇到的两个主要错误，克服了开发可扩展量子计算机的重大障碍。
“通过我们最近的四量子位网络，我们构建了一个系统，使我们能够检测两种类型的量子错误，”管理 IBM 实验的物理学家 Jerry Chow 说道。中心在美国，告诉 IEEE Spectrum 的 Jeremy Hsu。
“这是首次演示能够检测位翻转错误和相位错误的系统。”
经典计算机将信息理解为比特，比特的值要么是 1，要么是 0。但在量子计算机中，主要数据组件是被称为量子比特的单个原子。
它们代表二进制代码的 0 和 1，但通过利用一种称为量子叠加的奇怪现象，它们可以同时存在于两种状态。 这使得量子计算机具有比传统计算机更快地进行某些计算的潜力，但它也带来了更广泛的技术困难。
经典计算机仅会出现位翻转错误 - 当位由于噪声或干扰而改变值时。 Hsu 写道，通过重复复制相同的位，然后从多数中获取正确的值，可以相对容易地纠正这些问题。
量子计算机可能会遇到这些错误，但也容易受到另一个称为“相位错误”的问题的影响，该问题会翻转叠加状态下 0 和 1 之间的相位关系的符号。 检测和纠正量子系统中的这些错误非常具有挑战性，因为本质上存在于原子粒子自旋中的信息是脆弱且短暂的，并且当它与任何类型的物质或辐射相互作用时都可能被破坏。
到目前为止，只能在给定时间解决一种类型的量子错误或另一种类型的量子错误，但不可能同时解决两者。 对于量子计算机来说，这是势在必行的。
IBM 研究人员能够依靠称为“错误”的现象来检测和测量这两个错误。，通过这种方式，量子位几乎可以立即与其他量子位共享信息。
IBM 的设备，在最新版本的自然通讯,涉及四个量子位的方形架构。 其中两个代表数据量子位，而另外两个则起到测量功能。 每个测量量子位都能够分别识别数据量子位之间发生的位错误和相位错误。
下一步是开发一个具有更多量子位的扩展系统，不仅可以识别错误，还可以解决错误。
今年早些时候，另一个由谷歌资助的研究团队报道于自然开发能够识别和纠正错误的量子位线性阵列。 但重要的是，作为Hsu 为 IEEE Spectrum 指出，该系统无法同时检测并纠正这两个错误。
IBM 团队一直在使用标准的硅制造技术，他们相信扩展他们的设备会更容易。 在公司新闻稿中，IBM 说它“预计，一旦能够可靠、重复地制造少量超导量子位，并以较低的错误率进行控制，那么在更大的量子位格中展示纠错将不存在根本障碍。”
虽然量子计算机可能还有一段路要走，而且也不会让你的笔记本电脑变得更快，但一旦实现，它将对许多研究领域产生深远的影响。 目前，人们相信它们将有助于设计新的超级材料和药物，但在未来，我们尚未考虑过的各种新应用可能会出现。
