據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)8月31日報道，美國國家標準與技術研究院（NIST）的物理學家使用單個鈹離子量子位（qubit）進行簡單的量子邏輯操作，通過改進試驗方法，獲得了有史以來單量子位處理量子信息的最低出錯率，首次滿足了科學家建立實用量子計算機的理論要求。

      量子計算機有望解決對現(xiàn)有技術（包括超級計算機）來說非常困難的某些問題。對于簡單的量子邏輯操作來說，NIST科學家使用單個鈹離子量子位進行的實驗是一個里程碑，然而，一臺實用的量子計算機也要求雙量子位邏輯操作具有相當?shù)偷某鲥e率。

      “科學家們普遍認為，在量子計算機中，每1萬次邏輯操作中出現(xiàn)一個錯誤這樣的出錯率比較低，足以借用量子計算機中使用的糾錯協(xié)議進行糾正?！痹撗芯康念I導者、NIST的博士后堅頓?布朗表示：“一般而言，如果出錯率超過上述數(shù)字，進行糾錯時可能會出現(xiàn)更多錯誤。最新實驗獲得的出錯率為每5萬個邏輯操作中出現(xiàn)一個錯誤，這表明，我們能有效地控制單量子位的操作。”

      NIST的科學家使用計算機軟件隨機挑選出了1000條不同的邏輯操作序列，并對其進行了試驗。10個不同長度的邏輯操作序列從1個到987個操作不等，每個序列重復100次，測試結果可與完美的理論結果相媲美。

      科學家們對實驗進行了兩個方面的改進獲得了上述結果。首先，他們使用微波而不是常用的激光束操作離子。他們將一個微波天線整合進離子陷阱中，離子盤旋于陷阱表面上方40微米處。使用微波減少了由于激光束的指向和能量不穩(wěn)定以及自發(fā)產生的離子發(fā)射所導致的錯誤。其次，科學家們將離子陷阱置于一個銅真空室內并使用氦浴將其冷卻到4.2K（約為零下269攝氏度），以減少實驗室中磁場波動所引起的錯誤。