美国造出运行中能自行修复的量子计算机，啥原理？

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科技日报于12月22日在北京发出电文，此电文由记者张佳欣撰写 ，如同传统类型的计算机那样 ，量子计算机同样会发生 “故障” 情形 。 在程序运行的进程当中 ，它们偶尔会致使用以计算的原子产生丢失现象 ，而此种情形极有可能会造成计算工作直接陷入中断状态 。 然而 ，依据最新一期出版的《物理评论X》杂志所进行的相关报道显示 ，美国的量子计算机制造企业 “原子计算” 进行了一项成果展示 ，展示内容为一款处于运行状态时能够自行实施修复操作的中性原子量子计算机 ，该成果成功攻克了原子损耗这一具有关键性意义的难题 ，从而为实现对可持续运行的量子计算机的开发工作奠定了相应基础 ，与此同时也为量子计算能够朝着更大规模范围进行应用开拓了全新思路 。

研究人员，把目光，集中在了，“中性原子量子计算机”上面。这类量子计算机，把中性原子，当作量子比特，借助激光束“光镊”，把它固定在，特定的位置。然而这种束缚方式，并非绝对可靠，有时候某个原子，会从激光陷阱中，逃逸不见，如同珠子从线上，滑落一般。要是这种情况，出现在计算过程中，整个计算常常，会被迫停下，因为量子计算机，无法在缺少“零件”的状况下，正常运行。

这一问题要解决，研究团队想出了个法子叫“分区管理”。那儿把原子给分成了5个不一样的功能区，寄存区用来放置量子比特，交互区是做计算的，测量区是借助辅助原子核查误差的，储备区放着备用原子，加载区负责从外部补充新原子 。

如此这般，就如同将工厂的生产线划分成几个各自独立的车间，纵使某个车间发生故障，然而其他车间依旧能够如常运转，不会致使整个生产陷入停摆状态。当该“工厂”察觉到某个原子“逃离”时，就会即刻从储备区域调出备用原子并放置到空缺之处，且将其重置为最低能量的状态然后使其立刻投入运算。与此同时，完成检查任务的辅助原子也能够被回收，经过重置之后重复加以利用，达成“边运行边修复”的状貌。

研究团队使得量子计算机去运行一个重复代码，这样做是为了验证这一机制，并且连续开展了41轮自检。在每一轮期间，整个系统都能够如同替换损坏零件那般，及时地把丢失的原子给补上，而且数据运行不会受到影响。研究人员宣称，要是没有自我修复功能，那么系统在经过几轮运算以后就会“耗光原子”，进而无法继续开展工作。

该研究显示，中性原子量子处理器于电路运行期间，能够如同“回收零件”之举，对辅助原子予以重新初始化，进而重复加以使用，如此一来，当量子比特寿命存在限制的状况下，量子电路亦能够持续运转。

(责编：罗知之、陈键)