据美国国防部高级研究计划局（DARPA）网站12月6日发布消息，其“中等规模量子器件噪声优化”（ONISQ）项目研究团队（哈佛大学牵头）首次创建了具有逻辑量子比特（qubits）的量子电路，这一关键发现可加速容错量子计算，并彻底改变量子计算机处理器的设计理念。

　　ONISQ项目始于2020年，旨在通过超越纯经典超级计算机的性能来解决一类特别具有挑战性的问题（即组合优化问题），从而证明量子信息处理在数量上的优势。该项目采用混合概念，将中等规模的“噪声”或易出错的量子处理器与经典系统结合，专门用于解决国防和商业行业感兴趣的优化问题。由哈佛大学牵头的研究小组被选中探索各种类型的物理、非逻辑量子比特，包括超导量子比特、离子量子比特和里德堡原子量子比特。

　　哈佛大学的研究团队在麻省理工学院、加州理工学院、普林斯顿大学和QuEra Computing公司的支持下，重点探索了里德堡量子比特的潜力，并在研究过程中取得了重大突破：研究小组开发出了利用“噪声”物理里德堡量子比特阵列创建纠错逻辑量子比特的技术。逻辑量子比特是实现容错量子计算的关键一环。与容易出错的物理量子比特相比，逻辑量子比特可以通过纠错来保持其量子状态，从而有助于解决各种复杂问题。

　　迄今为止，哈佛大学已在其实验室中构建了拥有约48个里德堡逻辑量子比特的量子电路，这是目前拥有逻辑量子比特数量最多的实验室。由于里德堡量子比特的性质及其操纵方式，预计快速增加逻辑量子比特的数量将相对简单。

　　据DARPA国防科学办公室（DSO）负责ONISQ项目的项目经理穆昆德·文加拉托尔（Mukund Vengalattore）博士介绍：“里德堡量子比特有一个有利的特点，那就是它们的特性是同质的——这意味着每个量子比特的行为方式都是无差别的。其他平台（如超导量子比特）则不然，每个量子比特都是独一无二的，因此不能互换。里德堡量子比特的同质性使它们能够快速扩展，也使它们能够通过量子电路上的激光器轻松操控和移动。这就克服了目前执行量子比特操作时必须按顺序连接这些比特，从而在整个芯片中传播误差的易出错方法。现在，我们可以想象在量子芯片上对量子比特进行动态重新配置，不再局限于按顺序运行量子电路。现在，你可以使用激光镊子将整个量子比特集合（所有量子比特）从电路中的一个位置带到电路上的另一个位置，运行一个操作，然后将它们放回原来的位置。动态可重构和可传输的里德堡逻辑量子比特为设计和构建可扩展的量子计算处理器开辟了全新的概念和范式。”

　　                                                                                                                                                                                                                                     （摘编自 美国国防部高级研究计划局官网）