美國科學(xué)家公布了一種較容易建造的量子計(jì)算機(jī)新模式。利用該模式，在目前組件還是第一代水平的條件下，就能生成可靠的計(jì)算結(jié)果。研究人員說，這一模式可以不增加硬件負(fù)荷而減少量子計(jì)算的出錯(cuò)率。 　　美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所的科學(xué)家伊曼紐爾?尼爾在3日出版的《自然》雜志上發(fā)表文章說，量子計(jì)算機(jī)借助量子的狀態(tài)來表達(dá)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的“1”、“0”或兩者皆有的狀態(tài)，能完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法進(jìn)行的任務(wù)。儲(chǔ)存信息的量子狀態(tài)被稱為“量子位”或者“量子比特”。量子計(jì)算機(jī)的可靠性取決于量子的狀態(tài)能否得到保持。目前，很小的外界電磁干擾都能破壞原先的量子態(tài)。因此，設(shè)計(jì)一種糾錯(cuò)機(jī)制是建造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵。 　　按現(xiàn)有水平，建造一臺(tái)容錯(cuò)率在3%的量子計(jì)算機(jī)，必須耗費(fèi)大量的運(yùn)算能力。尼爾在論文中提出，可以建造一個(gè)類似金字塔的架構(gòu)，將量子位相對簡單地組成群落，在關(guān)鍵的中間環(huán)節(jié)借助量子態(tài)的遠(yuǎn)距離傳輸來實(shí)現(xiàn)連續(xù)糾錯(cuò)。量子態(tài)的遠(yuǎn)距離傳輸也稱為離物傳輸，指在空間的不同點(diǎn)制備完全相同的量子態(tài)，但不需要物理通道的過程。 　　尼爾的論文舉例說，可以用36個(gè)量子位，經(jīng)過3次操作而獲得一對準(zhǔn)確度較高、可應(yīng)用于運(yùn)算的量子位。這36個(gè)量子位先分成9組，每組包含的4個(gè)量子位經(jīng)過第1次操作后分別產(chǎn)生1對新的量子位，也就是說共產(chǎn)生9對新量子位。這9對量子位隨后又分成3組，每組中的3對量子位經(jīng)過第2次操作后分別再產(chǎn)生1對量子位，結(jié)果共產(chǎn)生3對新量子位。這3對新量子位經(jīng)過第3次、也就是最后1次操作，最終產(chǎn)生1對量子位。在3次操作中，每次新產(chǎn)生的1對量子位分別對應(yīng)1對或2對用于糾錯(cuò)的量子位。測量這些用于糾錯(cuò)的量子位的值，可以檢測和糾正每次操作后新產(chǎn)生的量子位的錯(cuò)誤。這種架構(gòu)對量子位錯(cuò)誤可以起到反復(fù)校驗(yàn)和糾正的作用，從而可以保證最終產(chǎn)生的金字塔“塔尖”上那對可用于實(shí)際運(yùn)算的量子位，是構(gòu)成金字塔的各量子位中準(zhǔn)確度最高的。 　　這一模式是科學(xué)家借助計(jì)算機(jī)工作站經(jīng)過幾個(gè)月的模擬之后得出的。尼爾說，量子計(jì)算的理論和實(shí)際應(yīng)用還有巨大差距，相當(dāng)于用古老的電子管來設(shè)計(jì)今天的超級計(jì)算機(jī)。他提出的模型縮小了這一差距，使量子計(jì)算在實(shí)踐上可行。從理論上來說，它可以達(dá)到3%的容錯(cuò)率，比目前科學(xué)家通常認(rèn)為可接受的容錯(cuò)率高了幾百倍，但還必須經(jīng)過大量工作才能建造出實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)。