汹涌 新闻记者 刘航
量子盘算机使用 量子力学征象 （如叠加和纠缠），可以比传统盘算机更快地解决某些特定问题。量子盘算机有望解决当今最强盛 的超级盘算机无法解决的重大 问题。
推动量子盘算机的开发需要新的研究工具。现在，西北大学的研究者已经开发并测试了一种用于剖析 大型超导电路的理论工具。
相关研究于当地时间9 月 13 日揭晓 在学术期刊《物理谈论 研究》上，论文问题 为《Variational tight-binding method for simulating large superconducting circuits》（模拟大型超导电路的变分紧约束 要领）。
超导电路使用超导量子比特（量子盘算机的最小单元）来存储信息。提高明导量子比特的相关 性和抗噪能力开发下一代纠错量子处置赏罚 器蹊径 图的要害要求。因此，超导电路中的固有噪声掩护已成为研究的主要 焦点。
防止有害噪声往往以增添 电路重大 性为价钱。对于像transmon这样的小电路来说，同时实现去极化和去相位掩护是不行能的，而是需要具有两个或更多自由度的电路。现在 ，处置赏罚 大型电路建模的工具很少，因此，西北大学的要领对研究界具有主要 孝顺 。
“我们的框架受到最初为研究晶体中电子而开发的要领的启发，使我们能够对以前很难或不行能会见的电路举行 定量展望 。”该论文的通讯作者兼第一作者 Daniel Weiss 说。
Daniel Weiss是超导量子比特专家Jens Koch研究小组的四年级研究生。而Jens Koch 是超导量子质料与系统中央 (Superconducting Quantum Materials and Systems Center ，简称SQMS) 和量子优势团结 设计中央 (Co-design Center for Quantum Advantage ，简称C2QA) 的成员。这两其中央 都由美国能源部在2020年建设。 SQMS 专注于构建和部署基于超导手艺 的量子盘算机。C2QA 正在构建建设可扩展、漫衍式和容错量子盘算机系统所需的基本工具。
“研究职员 生长了一种通用化的实现大型超导线路中谱剖析 的固态紧约束 手艺 。发现，紧约束 态相比于电荷基态，更适适用作低等引发的近似，镜像电流就是其中一个有趣的实例。使用 紧约束 态可以有用 地降低使得能谱收敛的历程中所需希尔伯特空间的维度，因而可以用来更准确 地模拟超出基矢对角化地要领处置赏罚 的更大规模线路。”一位海内量子盘算研究者对汹涌 新闻记者体现。
此项研究中，他们通过从受掩护的电路中提取使用尺度手艺 无法获得的定量信息来说明他们的理论工具的使用。
研究职员 专门研究了受掩护的量子比特。经由 设计，这些量子比特免受有害噪声的影响，而且能够发生比当前最先进的量子比专长 得多的相关 时间（保留量子信息的时间）。这些超导电路一定很大，西北大学的工具是量化这些电路行为的一种手段。
已经有一些工具可以剖析 大型超导电路，但它们只有在知足 某些条件时才气很好地起作用。西北大学的要领是互补的，而且在这些其他工具可能给出次优效果 时效果很好。
论文链接为：https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.3.033244
责任编辑：李跃群
校对：张艳