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我国量子计较获得新冲破!

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 楼主| 大覃神 发表于 2021-9-3 21:27:41 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
近期,我区企业根源量子在机械进修进步超导量子比特读取效力上获得重要停顿。据领会,中国科大郭光灿院士团队郭国平教授研讨组与根源量子合作,在根源“夸父”6比特超导量子芯片上研讨了串扰对量子比特状态读取的影响,并创新性地提出利用浅层神经收集来识别和读取量子比特的状态信息,从而大幅度抑制了串扰的影响,进一步进步了多比特读取保真度。该功效以研讨长文的形式颁发在国际利用物理着名期刊《Physical Review Applied》上。

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图1 传统量子比特读取计划以及串扰的影响

对量子比特状态的高保真度丈量是量子计较中的关键一环。在超导量子计较中,对量子比特的读取依靠于量子比特与读取谐振腔之间的色散耦合,经过探测读取腔的色散频移效应可以推丈量子比特所处的状态。近些年,国际上别离实现了高保真度的单比特单发读取以及多比特的多路复用式单发读取;但是,由于各类形式的杂散耦合的存在,邻近比特的状态能够会对方针比特的丈量成果发生影响,从而下降丈量保真度,进而下降量子算法的成功率。随着量子芯片的进一步扩大,为了进一步进步读取保真度,若何处理上述串扰题目将成为研讨者们面临的首要应战。

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图2 第一代“夸父”6比特超导量子芯片结构图

为领会决读取串扰的题目,在此之前,国际上其他课题组的首要精神集合在若何从硬件层面抑制串扰,例如为每一个量子比特的读取腔零丁设置一个读取滤波器,大概增大读取腔之间的空间和频域间隔。这些计划虽然在一定水平上抑制了串扰,可是都对量子芯片的扩大和集成发生了晦气的影响。

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图3 用于量子比特状态读取与分类的浅层神经收集结构
基于这些动身点,郭国平教授研讨组与根源量子计较公司合作,经过对量子比特信息提取进程的笼统和模拟,提出一种新的量子比特读取计划:经过练习基于数字信号处置流程构建的浅层神经收集,实现对量子比特状态的切确识别与分类。研讨职员将这一计划利用到根源“夸父”6比特超导量子芯片上,尝试发现,新的读取计划不但有用提升了6比特的读取保真度,而且大幅度抑制了读取串扰效应。同时,由于新计划中的数据处置可以进一步简化为单步矩阵运算,未来可以间接转移到FPGA(现场可编程逻辑门阵列)上,从而实现对量子比特状态的0延时判定以及对量子比特的实时反应控制。该计划不但适用于超导量子计较,也同时适用于其他量子计较物理实现计划。


中科院量子信息重点尝试室段鹏博士和陈梓峰硕士为文章配合第一作者,郭国平教授为通讯作者。该工作获得了科技部、国家基金委、中国科学院和安徽省的帮助。

论文链接:


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