美國科學家公布了一種較容易建造的量子計算機新模式。利用該模式，在目前組件還是第一代水平的條件下，就能生成可靠的計算結果。研究人員說，這一模式可以不增加硬件負荷而減少量子計算的出錯率。 　　美國國家標準和技術研究所的科學家伊曼紐爾?尼爾在3日出版的《自然》雜志上發(fā)表文章說，量子計算機借助量子的狀態(tài)來表達傳統(tǒng)計算機的“1”、“0”或兩者皆有的狀態(tài)，能完成傳統(tǒng)計算機無法進行的任務。儲存信息的量子狀態(tài)被稱為“量子位”或者“量子比特”。量子計算機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，設計一種糾錯機制是建造實用量子計算機的關鍵。 　　按現(xiàn)有水平，建造一臺容錯率在3%的量子計算機，必須耗費大量的運算能力。尼爾在論文中提出，可以建造一個類似金字塔的架構，將量子位相對簡單地組成群落，在關鍵的中間環(huán)節(jié)借助量子態(tài)的遠距離傳輸來實現(xiàn)連續(xù)糾錯。量子態(tài)的遠距離傳輸也稱為離物傳輸，指在空間的不同點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個量子位，經(jīng)過3次操作而獲得一對準確度較高、可應用于運算的量子位。這36個量子位先分成9組，每組包含的4個量子位經(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1對或2對用于糾錯的量子位。測量這些用于糾錯的量子位的值，可以檢測和糾正每次操作后新產(chǎn)生的量子位的錯誤。這種架構對量子位錯誤可以起到反復校驗和糾正的作用，從而可以保證最終產(chǎn)生的金字塔“塔尖”上那對可用于實際運算的量子位，是構成金字塔的各量子位中準確度最高的。 　　這一模式是科學家借助計算機工作站經(jīng)過幾個月的模擬之后得出的。尼爾說，量子計算的理論和實際應用還有巨大差距，相當于用古老的電子管來設計今天的超級計算機。他提出的模型縮小了這一差距，使量子計算在實踐上可行。從理論上來說，它可以達到3%的容錯率，比目前科學家通常認為可接受的容錯率高了幾百倍，但還必須經(jīng)過大量工作才能建造出實用的量子計算機。