某中心发布Ocelot量子芯片技术突破

某中心公布首款基于玻色量子误差校正的可扩展量子芯片Ocelot,该技术通过创新架构将资源需求降低90%,实现了比特翻转时间接近1秒的重大突破,为实用化量子计算机奠定基础。

技术突破概述

今日正式发布第一代量子芯片Ocelot,这是首个基于玻色量子误差校正的可扩展硬件实现方案。该芯片采用超导量子电路技术,取得三项核心进展:

  1. 实现可扩展的玻色误差校正架构,显著降低传统量子比特方案的开销;
  2. 首次实现噪声偏置门操作,为构建商业可行量子计算机奠定基础;
  3. 创纪录的超导量子比特性能:比特翻转时间接近1秒,相位翻转时间达20微秒。

量子误差校正创新

传统量子纠错需数千物理量子比特才能实现1个逻辑量子比特,而Ocelot通过以下设计突破资源限制:

  • 猫量子比特架构:利用谐波振荡器的多态特性,通过增加光子数使比特翻转误差呈指数级下降
  • 重复纠错码:仅需5个数据量子比特和4个辅助量子比特即可实现距离-5编码
  • 噪声偏置C-NOT门:在保持比特翻转保护的同时检测相位翻转误差

性能验证

实验数据显示:

  • 距离-3编码逻辑错误率1.72%/周期
  • 距离-5编码逻辑错误率1.65%/周期
  • 仅需4个光子即可维持数十微秒的相位翻转时间

技术影响

相比传统表面码方案,该架构可减少90%的量子纠错资源需求。未来版本将通过提升组件性能和增大编码距离,实现逻辑错误率的指数级下降。

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