IBM日前開(kāi)發(fā)出了一款超導(dǎo)芯片，并向人們表明了他們?cè)诶昧孔游锢韺W(xué)的理論來(lái)建立計(jì)算機(jī)處理器上邁出了重要一步。如果IBM開(kāi)發(fā)成功，量子計(jì)算機(jī)可以有效地通過(guò)大量的運(yùn)算，讓如今面臨困境的電腦運(yùn)算走上一條“高速公路”。

研究人員認(rèn)為，制造一臺(tái)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)的最佳途徑之一就要涉及到創(chuàng)建數(shù)百個(gè)或數(shù)千個(gè)量子比特構(gòu)成的格柵共同工作。IBM制造的芯片電路是由金屬制成的，當(dāng)冷卻到極低的溫度時(shí)會(huì)變成超導(dǎo)體。芯片中僅有一小部分是在絕對(duì)零度以上運(yùn)行。

IBM的芯片僅包含最簡(jiǎn)單的格柵，四個(gè)量子比特按照二對(duì)二排列。但此前研究人員曾表示只有當(dāng)排成一條線(xiàn)，量子比特才能一起運(yùn)行。不同于傳統(tǒng)的二進(jìn)制位，一個(gè)量子比特可以輸入一個(gè)“疊加狀態(tài)”，其中0和1是同時(shí)有效。當(dāng)在該狀態(tài)下的量子比特一起工作，就可以完成對(duì)于傳統(tǒng)的硬件而言不可能完成的復(fù)雜的計(jì)算。美國(guó)航空航天局（NASA）、微軟、IBM和美國(guó)政府都在研究這種技術(shù)。

有不同的方式制造量子比特，而像是IBM所采用的超導(dǎo)電路是最有發(fā)展前景的一種方式。然而，所有的量子比特都會(huì)遭受的問(wèn)題是，他們用來(lái)表示數(shù)據(jù)的量子效應(yīng)很容易受到干擾。目前的大部分工作主要集中在小部分量子比特在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)可以檢測(cè)到這些錯(cuò)誤，從而使研究人員可以圍繞其展開(kāi)工作或糾正。

今年早些時(shí)候，加利福尼亞州圣巴巴拉分校的研究人員和谷歌公司共同宣布，他們已經(jīng)做了一個(gè)由九個(gè)超導(dǎo)量子比特排列在一條線(xiàn)上的芯片。位于該系統(tǒng)中的一些量子比特可以在同類(lèi)設(shè)備遭受到比特翻轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤類(lèi)型時(shí)，及時(shí)監(jiān)測(cè)到錯(cuò)誤。

然而，量子比特也會(huì)遭受到第二種類(lèi)型的錯(cuò)誤——相位翻轉(zhuǎn)，也就是其中一個(gè)量子比特的疊加態(tài)變得扭曲。

今天發(fā)表的一篇論文詳細(xì)介紹了IBM芯片中的四個(gè)量子比特排列成正方形時(shí)，可以檢測(cè)比特翻轉(zhuǎn)和相位翻轉(zhuǎn)。一對(duì)量子比特是由另一對(duì)量子比特進(jìn)行錯(cuò)誤檢查。其中一對(duì)量子比特查找比特翻轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤，另一對(duì)則是查找相位翻轉(zhuǎn)。