深圳商報?讀創(chuàng)客戶端首席記者 吳吉 通訊員 董元浩

2月29日，由國家自然科學(xué)基金委員會主辦的“2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”發(fā)布會在北京召開，南方科技大學(xué)量子科學(xué)與工程研究院“玻色編碼糾錯延長量子比特壽命”成果入選“中國科學(xué)十大進(jìn)展”榜單。

目前超導(dǎo)量子比特的錯誤率離實(shí)用化還相差十多個數(shù)量級，需要進(jìn)行量子糾錯以構(gòu)建錯誤率更低的邏輯量子線路。量子糾錯旨在充分利用無限維希爾伯特空間的冗余度來保護(hù)邏輯量子比特免受噪聲的干擾。通過對錯誤的實(shí)時探測和糾正，邏輯量子比特的相干壽命將得以延長。然而，傳統(tǒng)的量子糾錯過程通常會不可避免地引入新的錯誤，使得量子糾錯面臨“越糾越錯”的尷尬局面。如何使編碼保護(hù)的邏輯量子比特的壽命超過體系中最佳物理量子比特，超越盈虧平衡點(diǎn)，是衡量量子糾錯是否有效的關(guān)鍵判據(jù)。

2023年3月，在中國科學(xué)院院士、南科大量子科學(xué)與工程研究院院長、物理系講席教授俞大鵬的帶領(lǐng)下，超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的徐源研究員、倪忠初博士等人聯(lián)合福州大學(xué)鄭仕標(biāo)教授、清華大學(xué)孫麓巖教授等團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難，在基于超導(dǎo)量子線路系統(tǒng)的量子糾錯領(lǐng)域一舉取得了突破性重大實(shí)驗(yàn)進(jìn)展：團(tuán)隊(duì)通過對微波腔中的離散變量光子量子比特進(jìn)行實(shí)時反饋校正，證明了超過QEC的盈虧平衡點(diǎn)，并在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表。

“十大科學(xué)進(jìn)展”入選簡介指出，該研究在國際上首次通過主動的重復(fù)錯誤探測和糾錯過程實(shí)現(xiàn)延長量子信息的存儲時間超越盈虧平衡點(diǎn)16%，展示了量子糾錯的優(yōu)越性，表明了硬件高效的離散變量編碼在容錯量子計算中的潛力，具有里程碑式的重要意義。

徐源（右）及倪忠初（左）在實(shí)驗(yàn)室

這是南科大成果第三次成功入選“中國科學(xué)十大進(jìn)展”，此前，物理系教授張立源團(tuán)隊(duì)?wèi){借“首次觀測到三維量子霍爾效應(yīng)”、副校長楊學(xué)明院士團(tuán)隊(duì)?wèi){借“實(shí)驗(yàn)觀測到化學(xué)反應(yīng)中的量子干涉現(xiàn)象”分別入選2019、2020年度“中國科學(xué)十大進(jìn)展”。

【讀創(chuàng) 】

2023年度“中國科學(xué)十大進(jìn)展”遴選活動由國家自然科學(xué)基金委員會主辦，國家自然科學(xué)基金委員會高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）和科學(xué)傳播與成果轉(zhuǎn)化中心承辦，《中國基礎(chǔ)科學(xué)》《科技導(dǎo)報》《中國科學(xué)院院刊》《中國科學(xué)基金》《科學(xué)通報》協(xié)辦，分為推薦、初選、終選、審議4個環(huán)節(jié)?！吨袊A(chǔ)科學(xué)》等推薦了2022年12月1日至2023年11月30日期間正式發(fā)表的600多項(xiàng)科學(xué)研究成果，由近100位相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜覐闹绣噙x出30項(xiàng)成果，在此基礎(chǔ)上邀請了包括中國科學(xué)院院士、中國工程院院士在內(nèi)的2100多位基礎(chǔ)研究領(lǐng)域高水平專家對30項(xiàng)成果進(jìn)行投票，評選出10項(xiàng)重大科學(xué)研究成果，經(jīng)國家自然科學(xué)基金委員會咨詢委員會審議，最終確定了入選2023年度“中國科學(xué)十大進(jìn)展”的成果名單。