據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)8月31日報道，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）的物理學(xué)家使用單個鈹離子量子位（qubit）進(jìn)行簡單的量子邏輯操作，通過改進(jìn)試驗方法，獲得了有史以來單量子位處理量子信息的最低出錯率，首次滿足了科學(xué)家建立實用量子計算機(jī)的理論要求。

      量子計算機(jī)有望解決對現(xiàn)有技術(shù)（包括超級計算機(jī)）來說非常困難的某些問題。對于簡單的量子邏輯操作來說，NIST科學(xué)家使用單個鈹離子量子位進(jìn)行的實驗是一個里程碑，然而，一臺實用的量子計算機(jī)也要求雙量子位邏輯操作具有相當(dāng)?shù)偷某鲥e率。

      “科學(xué)家們普遍認(rèn)為，在量子計算機(jī)中，每1萬次邏輯操作中出現(xiàn)一個錯誤這樣的出錯率比較低，足以借用量子計算機(jī)中使用的糾錯協(xié)議進(jìn)行糾正。”該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、NIST的博士后堅頓?布朗表示：“一般而言，如果出錯率超過上述數(shù)字，進(jìn)行糾錯時可能會出現(xiàn)更多錯誤。最新實驗獲得的出錯率為每5萬個邏輯操作中出現(xiàn)一個錯誤，這表明，我們能有效地控制單量子位的操作?！?/P>

      NIST的科學(xué)家使用計算機(jī)軟件隨機(jī)挑選出了1000條不同的邏輯操作序列，并對其進(jìn)行了試驗。10個不同長度的邏輯操作序列從1個到987個操作不等，每個序列重復(fù)100次，測試結(jié)果可與完美的理論結(jié)果相媲美。

      科學(xué)家們對實驗進(jìn)行了兩個方面的改進(jìn)獲得了上述結(jié)果。首先，他們使用微波而不是常用的激光束操作離子。他們將一個微波天線整合進(jìn)離子陷阱中，離子盤旋于陷阱表面上方40微米處。使用微波減少了由于激光束的指向和能量不穩(wěn)定以及自發(fā)產(chǎn)生的離子發(fā)射所導(dǎo)致的錯誤。其次，科學(xué)家們將離子陷阱置于一個銅真空室內(nèi)并使用氦浴將其冷卻到4.2K（約為零下269攝氏度），以減少實驗室中磁場波動所引起的錯誤。