科学探索|基于中性镱原子的擦除转换方案极大地增强了量子计算机的纠错能力( 二 ) 基于中性镱原子的擦除转换方

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研究配图 4 - 低于阈值的逻辑错误缩放
错误擦除机制证明了 Thompson 多年前做出选择的一个意想不到的好处，他在研究中探索了“中性原子量子比特”，其中量子比特信息被存储到了单个原子上。
为此，他们首先挑中了镱（Yb）元素 —— 部分原因是它的最外层只有两个电子，而大多数其它中性原子量子比特只有一个。
Thompson 将之视作一把瑞士军刀，而镱正好是一款更壮实的型号。拥有两个电子所带来的额外复杂性，为系统提供了诸多独特的工具、并且在错误消除上尤为实用。
研究团队提议将镱中的电子从稳定“基态”泵浦到激发的“亚稳态”—— 这种激发态可在适当条件下长期存在，但本质上又是相当脆弱的。
但与直觉相反的是，研究团队却建议利用这一特性，对量子信息进行编码。Thompson 将之比作“让电子走钢丝”，且精心设计的系统会让导致出错的相同因素，将电子也从钢丝绳上抖落下来。

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（来自：Nature Communications）
一旦它们回落至稳定的基态，电子就会以一种非常明显的方式散射光。因此将光照射在镱量子比特的集合上，只会导致有缺陷的量子比特被点亮、意味着这部分错误需要被擦除掉。
综上所述，这支跨学科研究团队的密切合作，融入了对量子计算硬件和纠错理论的独到见解。此外设计量子比特以产生可擦除错误的设想，也有望在其它系统的打造过程中扮演关键的角色。
目前 Thompson 团队正致力于在一台结合了数十个量子比特的小型量子计算机上，更进一步地演示如何运用这套错误转换擦除方案。
【科学探索|基于中性镱原子的擦除转换方案极大地增强了量子计算机的纠错能力】有关这项研究的全文，还请移步至《自然通讯》期刊去查看，_本文原题是为《Erasure conversion for fault-tolerant quantum computing in alkaline earth Rydberg atom arrays》。

科学探索|基于中性镱原子的擦除转换方案 极大地增强了量子计算机的纠错能力( 二 )

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