【新智元導(dǎo)讀】近日,，發(fā)表于《自然》上的一篇論文顯示，耶魯大學(xué)的量子科學(xué)家制造出了會(huì)糾錯(cuò)的「薛定諤的貓」,。

很多人都聽說過「薛定諤的貓」,，它的「既死又活」常常用來描述量子的疊加態(tài)。

把一只貓,、一個(gè)裝有氰化氫氣體的玻璃燒瓶和放射性物質(zhì)放進(jìn)封閉的盒子里,。當(dāng)盒子內(nèi)的監(jiān)控器偵測到衰變粒子時(shí)，就會(huì)打破燒瓶,，殺死這只貓,。根據(jù)量子力學(xué)，在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,，貓會(huì)處于又活又死的疊加態(tài),?？墒牵偃魧?shí)驗(yàn)者觀察盒子內(nèi)部,，他會(huì)觀察到一只活貓或一只死貓,，而不是同時(shí)處于活狀態(tài)與死狀態(tài)的貓。

近日,，來自耶魯大學(xué)的研究人員取得了量子力學(xué)的最新突破：「糾錯(cuò)貓」,。

這不僅結(jié)合了薛定諤貓的疊加概念，還能在執(zhí)行某項(xiàng)任務(wù)時(shí),，修正脆弱的量子位元中突然出現(xiàn)的一連串錯(cuò)誤,。

新研究發(fā)表在《自然》上。

在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中,，信息被編碼為0或1,。在計(jì)算過程中出現(xiàn)的唯一錯(cuò)誤是「位翻轉(zhuǎn)」（bit-flips），即某個(gè)信息位意外地從0翻到1,，或者從0翻到1,。糾正它的方法是建立冗余數(shù)據(jù)：使用三個(gè)“物理”位信息，以確保一個(gè)有效或準(zhǔn)確的位,。

相比之下,，量子比特會(huì)同時(shí)受到位翻轉(zhuǎn)和“相翻轉(zhuǎn)”的影響，即在量子疊加(當(dāng)兩種相反的狀態(tài)同時(shí)存在時(shí))之間隨機(jī)翻轉(zhuǎn),。到目前為止,，量子研究人員一直試圖通過增加更大的冗余來糾正錯(cuò)誤，每個(gè)有效量子位都需要大量的物理量子位,。

進(jìn)入貓量子比特——以「薛定諤的貓」命名,，這個(gè)著名的悖論用來說明疊加的概念。

「我們的工作源于一個(gè)新想法,。為什么不使用一種聰明的方法在單一的物理系統(tǒng)中編碼信息,，從而直接抑制一種類型的錯(cuò)誤呢？」論文作者之一Devoret問道,。

與維持一個(gè)有效量子比特所需的多個(gè)物理量子位不同,，單個(gè)貓量子比特可以單獨(dú)防止相位翻轉(zhuǎn)。貓量子比特將有效的量子比特編碼為單個(gè)電子電路中的兩種狀態(tài)的疊加——在這種情況下,，一個(gè)超導(dǎo)微波諧振器的振蕩對(duì)應(yīng)于貓量子比特的兩種狀態(tài),。

「我們通過將微波頻率信號(hào)應(yīng)用到不比傳統(tǒng)超導(dǎo)量子比特復(fù)雜多少的設(shè)備上來實(shí)現(xiàn)這一切?！笹rimm說,。

研究人員表示，他們能夠根據(jù)指令，將貓量子比特從疊加態(tài)的任何一種改變?yōu)槿魏纹渌B加態(tài),。此外,，研究人員開發(fā)了一種讀取或識(shí)別編碼到量子比特中的信息的新方法。

Devoret說:「這使得我們開發(fā)的系統(tǒng)成為一種多用途的新元件,，有望在超導(dǎo)電路的量子計(jì)算的許多方面得到應(yīng)用,。」