摘要：两个量子信息理论家解决了一个数十年的问题，可以释放量子计算能力。...
悉尼大学量子研究人员多米尼克·威廉姆森（Dominic Williamson）和诺迪·巴斯平（NouédynBaspin）揭示了一种变革性的新体系结构，用于管理量子计算机运行中的错误。
他们的创新理论方法有望不仅提高量子信息存储的可靠性，而且还可以显着减少创建“逻辑Qubits”所需的物理计算资源（或可以执行有用计算的“量子开关”）。这将导致更紧凑的“量子硬盘”的发展。
悉尼纳米研究所大学和物理学院的首席作者多米尼克·威廉姆森博士说：“在开发通用量子计算机的开发中仍然存在重大障碍。最大的事实之一是，我们需要使用大多数Qubits（量子开关） - 在机器中心的量子开关 - 以抑制技术中出现的误差。
威廉姆森博士说：“我们拟议的量子体系结构将需要更少的量子位来抑制更多的错误，从而获得更多的量子处理。”
该研究已发表在自然通讯。
其理论结构的核心是三维结构，可以跨二维进行量子误差校正。当前的误差校正体系结构也是在3D Qubits中构建的，沿单个连接的Qubits一行仅在一个维度中减少错误。
错误校正是通过编写通过Qubit结构操作的代码来执行的，这是如何组织“量子开关”的晶格。目的是通过使用尽可能少的量子来减少错误来赢得“武器竞赛”，其中使用物理量子的物理量子来抑制错误。
威廉姆森博士说：“当前的3D代码在尺寸的块中l x l x l只能管理l错误。我们的代码可以处理像l这样扩展的错误2（LXL） - 重大改进。”
十多年来，人们已经知道了三维量子误差校正结构（LXLXL）具有LXL的上限，但没有发现此类代码。
博士生兼合着者NouédynBaspin说：“这意味着我们已经在三个维度上发现了新的量子事物状态，这些量子具有前所未有的财产。”
量子计算机有望解决当前超出古典计算机范围的复杂问题。但是，实现实用量子计算的主要挑战之一是需要强大的误差校正机制。
传统的量子误差校正方法，例如所研究的表面代码，在可扩展性和资源效率方面存在局限性。
威廉姆森（Williamson）和巴斯平（Baspin）的研究引入了三维体系结构，该体系结构有效地管理二维层中的量子错误。通过利用这一三维拓扑代码，研究人员证明，可以实现最佳缩放，同时显着减少所需的物理量子数量。此进步对于开发可扩展的量子计算机至关重要，因为它允许更紧凑的量子存储系统结构。
通过减少物理量子空间的开销，该发现为创建更紧凑的“量子硬盘驱动器”的方式铺平了道路，这是一种有效的量子存储系统，能够可靠地存储大量的量子信息。
悉尼纳米研究所的量子理论家兼主任斯蒂芬·巴特利特（Stephen Bartlett）教授说：“这种进步可以帮助改变量子计算机的构建和操作方式，从而使它们更易于访问和实用，从而在广泛的应用中，从密码到量子多体系统的复杂模拟。”
