“双一流”博士生，一作发Nature！

3月23日，在南方科技大学俞大鹏院士带领下，南方科技大学深圳量子科学与工程研究院超导量子计算实验室助理研究员徐源课题组，联合福州大学教授郑仕标、清华大学副教授孙麓岩等组成的研究团队，在“基于离散变量编码的逻辑比特量子纠错”方面开展合作研究，相关研究成果以“Beating thebreak-even point with a discrete-variable-encoded logical qubit”为题在线发表在世界顶级学术期刊Nature上，南方科技大学博士生倪忠初为该论文第一作者。

虽然近年基于超导量子线路系统的量子信息处理领域研究发展迅猛，但由于量子计算机体系的错误率远高于经典数字计算机，想要构建具有实用价值的通用量子计算机，量子纠错依然不可或缺，因其可有效保护量子信息免受环境噪声干扰。

在传统的量子纠错方案编码中，一个逻辑量子比特需要多个冗余的物理比特，不但需要巨大的硬件资源成本，发生错误的通道数也随比特数增加而显著增多，可能呈现“越纠越错”的局面，导致量子纠错后的效果远未达到不纠错情况下的最好值，无法产生正的量子纠错增益。这成为当前量子纠错技术无法实用化、可扩展发展的核心瓶颈。

研发团队通过开发高相干性能的量子系统，设计和实现了错误率低的错误探测方法，以及改进和优化量子纠错技术等实验手段，最终在玻色模式中实现了基于离散变量的二项式编码的逻辑量子比特，并通过实时重复的量子纠错过程，延长了量子信息的存储时间，相关结果超过编码逻辑量子比特的物理系统中不纠错情况下的最好值，超越了盈亏平衡点，带来正的量子纠错增益，向实用化可扩展通用量子计算迈出了关键一步。

这是国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程，实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点，具有里程碑式重要意义。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05784-4#citeas

南方科技大学量子科学与工程研究院为论文第一完成单位，南科大量子院徐源助理研究员为该论文主要通讯作者，清华大学孙麓岩教授、福州大学郑仕标教授为论文共同通讯作者，俞大鹏院士为最后通讯作者。该研究工作得到了广东省科技厅、深圳市科创委、国家自然科学基金委和南方科技大学等部门的大力支持。

据悉，量子科学与工程研究院依托南方科技大学进行建设和管理，以量子信息技术为核心，勇探无人区，瞄准量子科技等前沿技术创新领域，聚焦量子物态与量子器件、量子计算、量子极限传感、量子工程应用等战略性新兴量子信息技术研发及产业应用。

成立5年来，承担了一批国家和省市量子科技领域的重大任务，获批各类竞争性研究项目160余项。其中获批国家级项目74项，包括“科技创新2030——重大项目”６项，获批省部级41项。累计发表学术论文超过1120篇，总计申请国内外专利超120项，其中34项已获得授权。

转自：“小木虫”微信公众号

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