量子计算中的错误限制了新兴技术的潜力。然而现在，澳大利亚悉尼大学的研究人员展示了一种新的代码来捕捉这些错误。量子计算的承诺能力在于量子系统的基本性质，它是所有可能状态的混合或叠加。
传统计算机处理一系列“位”，可以是1或0(或，开或关)。被称为“量子位”的量子等价物可以同时以1和0的形式存在，可以“一起”求解。
结果之一是计算能力的指数级增长。传统的计算机中央处理器是基于64位架构的。同等大小的量子单位将能够同时表示1800万亿个状态或计算。
实现量子比特驱动计算的指数级增长的挑战在于，量子态是脆弱的，当暴露在周围世界的电子“噪音”中时，很容易崩溃或出错。如果这些错误可以被软件捕获，它将使底层硬件对计算更有用。
“这实际上是第一次在理论上实现了量子逻辑门的理论应用益处，”发表在《物理评论快报》杂志上的一篇新论文的第一作者罗宾哈珀(Robin Harper)说。
哈珀和他的同事史蒂文弗拉姆亚在科技巨头IBM的量子计算机上实现了他们的代码，这些计算机是通过该公司的IBM Q计划提供的。因此，错误率降低了一个数量级。
测试是在量子逻辑门、任何量子计算机的构建模块和等效的经典逻辑门上进行的。
“目前的设备往往太小，量子位之间的互连有限，而且太‘嘈杂’而无法进行有意义的计算，”哈珀说。
“然而，它们足以作为试验台来证明原理的概念，例如使用量子代码来检测并潜在地纠正错误。”
日常设备的电子设备可以运行几十年不出错，但量子系统只能在启动后的几分之一秒内出错。
改善这段时间是寻求从简单逻辑门扩展到更大计算系统的关键一步。
这个团队的代码可以将IBM系统的错误率从5.8%降低到0.60%。
“看待这种情况的一种方式是通过熵的概念，”弗拉姆亚解释说。
“所有的系统都趋向于混乱。在传统计算机中，系统易于刷新，有效地将熵转移出系统，并允许有序计算。
“在量子系统中，很难设计出有效的对抗熵的重置方法。我们使用的代码是从系统中倾倒这种熵的一种方式。”
像IBM、Google、Rigetti和IonQ这样的公司已经或将开始允许量子研究人员在这些小型、嘈杂的机器上测试他们的理论方法。
“这些实验首次证实了使用量子代码检测逻辑门操作错误的理论能力在今天的设备中是有优势的，这是朝着建造大规模量子计算机的目标迈出的重要一步，”哈珀说。
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