【科技前沿】

　　本報北京6月19日電 記者鄧暉從清華大學(xué)獲悉，近日，該校交叉信息研究院孫麓巖副教授研究組與中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)鄒長(cháng)鈴研究員研究組合作，在超導量子系統中首次利用玻色量子糾錯編碼來(lái)提升量子精密測量的靈敏度，為未來(lái)量子精密測量和量子糾錯結合的研究提供了新思路。相關(guān)成果在線(xiàn)發(fā)表于《自然·通訊》期刊。

　　20世紀以來(lái)，測量精度的不斷提高促進(jìn)了生物、醫學(xué)、天文、化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)和研究的發(fā)展。測量精度每提高一個(gè)分貝，都可能推動(dòng)研究的前沿，甚至可能開(kāi)辟一個(gè)新的研究領(lǐng)域。

　　在過(guò)去的幾年里，清華大學(xué)量子信息中心超導量子課題組一直致力于量子糾錯的研究。最近，他們開(kāi)發(fā)了近似量子糾錯和量子躍遷跟蹤的方法，首次展示了通過(guò)近似玻色量子糾錯編碼來(lái)增強量子精密測量的精度。

　　實(shí)驗樣品由一個(gè)超導量子比特分別和兩個(gè)微波諧振腔耦合組成，兩個(gè)微波諧振腔中壽命高的作為探測腔，壽命低的作為接收腔。實(shí)驗先將探測腔內的光場(chǎng)態(tài)制備到不同光子態(tài)的疊加態(tài)上，該狀態(tài)是一個(gè)典型的奇異量子態(tài)；再用接收腔接收外界信號源發(fā)射的微波信號，通過(guò)兩個(gè)腔之間的相互作用，探測腔內光場(chǎng)疊加態(tài)的相對相位會(huì )隨著(zhù)時(shí)間積累；最后，通過(guò)讀取探測腔內光場(chǎng)態(tài)的相位信息，可以測得接收腔內微波信號強度。同時(shí)，在探測過(guò)程中，為了抵抗環(huán)境噪聲引起的接收腔內光場(chǎng)疊加態(tài)的退相干影響，他們在單次實(shí)驗中多次使用了近似量子糾錯操作并能跟蹤錯誤發(fā)生的次數，從而增強了該量子精密測量方案可達到的測量靈敏度。

　　該實(shí)驗是近年來(lái)首次將玻色量子糾錯碼用于增強量子精密測量的工作，證明了量子糾錯可以用于提升量子精密測量的性能。該方案可以擴展到離子阱系統和新興的量子聲學(xué)平臺。