IBM开发超导芯片：量子物理解决实际问题

IBM日前开发出了一款超导芯片，并向人们表明了他们在利用量子物理学的理论来建立计算机处理器上迈出了重要一步。如果IBM开发成功，量子计算机可以有效地通过大量的运算，让如今面临困境的电脑运算走上一条"高速公路"。

研究人员认为，制造一台实用的量子计算机的最佳途径之一就要涉及到创建数百个或数千个量子比特构成的格栅共同工作。IBM制造的芯片电路是由金属制成的，当冷却到极低的温度时会变成超导体。芯片中仅有一小部分是在绝对零度以上运行。

IBM的芯片仅包含最简单的格栅，四个量子比特按照二对二排列。但此前研究人员曾表示只有当排成一条线，量子比特才能一起运行。不同于传统的二进制位，一个量子比特可以输入一个"叠加状态"，其中0和1是同时有效。当在该状态下的量子比特一起工作，就可以完成对于传统的硬件而言不可能完成的复杂的计算。美国航空航天局（NASA）、微软、IBM和美国政府都在研究这种技术。

有不同的方式制造量子比特，而像是IBM所采用的超导电路是最有发展前景的一种方式。然而，所有的量子比特都会遭受的问题是，他们用来表示数据的量子效应很容易受到干扰。目前的大部分工作主要集中在小部分量子比特在发生错误时可以检测到这些错误，从而使研究人员可以围绕其展开工作或纠正。

今年早些时候，加利福尼亚州圣巴巴拉分校的研究人员和谷歌公司共同宣布，他们已经做了一个由九个超导量子比特排列在一条线上的芯片。位于该系统中的一些量子比特可以在同类设备遭受到比特翻转的错误类型时，及时监测到错误。

然而，量子比特也会遭受到第二种类型的错误——相位翻转，也就是其中一个量子比特的叠加态变得扭曲。

今天发表的一篇论文详细介绍了IBM芯片中的四个量子比特排列成正方形时，可以检测比特翻转和相位翻转。一对量子比特是由另一对量子比特进行错误检查。其中一对量子比特查找比特翻转的错误，另一对则是查找相位翻转。