量子突破：魔幻态制备现已更容易、更快速且噪声大幅降低

数十年来，运算速度比传统计算机快数百万倍的量子计算机，始终是一个诱人却遥远的目标。然而，量子物理学领域的一项新突破可能已大幅缩短了这一时间线。

在发表于PRX Quantum期刊的文章中，大阪大学工程科学研究科与量子信息量子生物学中心的研究人员设计出一种方法，可用于制备高保真度的"魔法态"以供量子计算机使用。该方法显著降低了资源开销并实现了前所未有的精确度。

量子计算机利用量子力学的非凡特性（如纠缠和叠加态），能够以远超经典计算机的效率执行运算。这类机器有望推动工程、金融和生物技术等众多领域的革新。但在实现之前，仍有一个重大障碍亟待攻克。

"量子系统向来极度易受噪声干扰，"首席研究员糸川智弘指出，"即便是最轻微的温度扰动或外部来源的单个杂散光子，都可能轻易摧毁量子计算机的运作体系，使其完全失效。噪声绝对是量子计算机的头号敌人。"

因此，科学家们对构建所谓的容错量子计算机展现出浓厚兴趣——这类设备具备足够的鲁棒性，即使遭遇噪声干扰仍能保持精确运算。魔法态蒸馏作为主流方案，通过从众多含噪量子态中制备单个高保真量子态来实现该目标。但其中存在关键瓶颈。

"传统魔法态蒸馏过程需要消耗巨大的算力资源，因为它依赖大量量子比特，"资深作者藤井启祐解释道，"我们致力于探索能否加速制备量子计算所需的高保真态。"

基于此研究方向，该团队创新性地构建了"零级"魔法态蒸馏方案——直接在物理量子比特层面（或称"零级"层面）开发容错电路，而非更高级的抽象层面。数值模拟显示，相较传统方案，这种新方法不仅大幅减少量子比特用量，更使空间与时间开销降低了约数十倍。

糸川和藤井坚信，量子计算时代并非如想象般遥远。无论称之为魔法抑或物理，这项技术无疑标志着向着开发能抵御噪声的大规模量子计算机迈出了关键一步。