本科生的作业把当前量子计算机的纠错效率提高了一倍

起初，那不过是大学二年级的物理学作业，现在却成了亚马逊网络服务(AWS)的量子计算项目的一部分。

悉尼大学的本科生Pablo Bonilla Ataides调整了常规代码，使量子计算机的有效纠错能力提高了一倍。

这一简单而巧妙的代码改动，引起了位于加州帕萨迪纳的AWS量子计算中心以及美国耶鲁大学和杜克大学量子技术项目的研究人员的关注。

"量子技术还处于起步阶段，部分原因是我们还没能克服机器固有的不稳定性，产生了很多错误，"21岁的Bonilla先生说，"在二年级的物理课上，我被要求分析常用的纠错代码，看是否可以改进它。通过翻转一半的量子开关qubits，我们发现可以有效地将纠错能力提高一倍。"

这项研究今天发表在《自然·通讯》上。

完整论文由Steve Flammia博士共同撰写，他已从悉尼大学调至AWS量子计算项目。随着量子硬件的逐步研发，该结果将成为纠错技术库中的有力工具。

Earl Campbell博士是AWS的高级量子研究科学家。他说："在实现可用的量子计算机之前，我们还有相当多的工作要做。
这项研究让我感到惊讶。量子纠错代码如此微小的变化会导致预测性能产生如此大的影响。AWS量子计算中心团队期待着进一步合作，因为我们正在探索其他有前景的替代方案，使新的、更强大的计算技术离现实更近一步。"

经典计算机中的“与非门”错误是极其罕见的，但量子计算机中的"开关"，即qubits，对来自外部环境的干扰或 "噪音"特别敏感。

为了让量子机工作，科学家需要生产大量高质量的qubits。要做到这一点，一是改进机器，使噪音更小，并利用机器的某种能力将qubits误差抑制在一定的阈值下。

耶鲁大学量子研究项目的助理教授Shruti Puri表示："新代码最让我惊讶的是它的纯粹优雅。它非凡的纠错性能来自于对一个已被广泛研究了近二十年的代码的简单修改。"

合著者、理学院副院长Stephen Bartlett教授说。"设计的伟大之处在于，我们可以有效地将其改造用于表面代码的开发。在二维表面上运行的代码，对于设计生产二维芯片的行业来说是最理想的技术。我们乐观地认为，这项工作将帮助行业建立更好的实验设备。"

来自悉尼大学纳米研究所和物理学院的合著者Ben Brown博士与Bonilla先生就该项目进行了密切合作。他说 "建造一台功能性量子计算机有点像莱特兄弟建造飞机，而我们甚至还没有离开地面。实验人员正在生产坚固、轻巧的材料，而我们只是提出了更符合空气动力学的机翼设计，它的升力更大。"

https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2021/04/13/student-physics-homework-picked-up-by-amazon-web-services-quantum.html