量子與經典——殊途同歸

本期封面所示為對在量子空間里將兩個點連接起來的各個量子軌跡的一個表述。當進行測量時，經典系統不會被移動。但量子系統卻不是這樣的——在量子系統中，連續監測會沿一個隨機路徑引導量子態。Steve Weber等人對一個量子位中的量子軌跡進行了跟蹤，后者由被沉積在硅上的一個可調約瑟夫森結連接起來的兩個鋁槳葉組成。作者試圖確定一個初始量子態與一個最終量子態之間的可能路徑中哪個是最可能的，發現這些“最佳路徑”與理論預測的路徑相一致，這相當于經典力學中關于最小作用(least action)決定連接兩個點之間正確路徑的原理在量子力學中的翻版。

除了幫助認識測量動態與一個系統之演變之間的互動外，這項研究還為對復雜量子系統及信息處理中的控制序列進行“第一原理”綜合提供了新的機會。

用于量子計算機的快速糾錯方法

要使量子計算機能夠實用，它們就需要采用糾錯協議。這涉及到在不擾動量子態的情況下對其進行監測，通常通過與其他量子位的糾纏實施。Luyan Sun等人發現，他們能夠對微波腔內的超導量子位中的單一量子跳躍進行追蹤。這些測定值被作為一個附屬量子位中的奇偶校驗信息(該信息反映系統中是否有奇數個或偶數個的微波光子)加以投射。這種奇偶校驗信息可被用于高效糾錯。

該方法解決了對錯誤癥狀進行快速和重復監測這樣一個此前尚未解決的問題，并為通過超導線路進行容錯量子計算鋪平了道路。