量子突破：实现"魔法态"更易更快，干扰大幅减少

数十年来，量子计算机执行计算的速度比传统计算机快数百万倍，这一直是诱人却遥远的目标。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表。

在发表于PRX Quantum期刊的论文中，大阪大学基础工学研究科与量子信息·量子生命研究中心的研究团队开发出一种新方法，可制备用于量子计算机的高保真"魔法态"，其资源开销显著降低且精度达到前所未有的水平。

量子计算机利用量子力学奇妙特性（如纠缠与叠加态），其计算效率远超经典计算机。这类机器有望推动工程学、金融学及生物技术等众多领域的革新。但在实现之前，仍有重大障碍需要克服。

"量子系统始终极易受噪音干扰，"首席研究员糸川知広指出，"即使温度发生最轻微波动，或外部源射入单个杂散光子，都可能轻易破坏量子计算机系统使其失效。噪音绝对是量子计算机的头号敌人。"

因此，科学家们对构建所谓容错量子计算机产生浓厚兴趣——这类设备具备足够鲁棒性，能在噪声干扰下持续精准运算。魔法态蒸馏作为主流方案，通过从多个噪声态中制备单一高保真量子态来实现该目标。但存在关键瓶颈。

"传统魔法态蒸馏是计算资源密集型过程，因其需消耗大量量子比特，"资深作者藤井啓介解释道，"我们期望探索能否加速制备量子计算必需的高保真态。"

沿此研究路径，该团队创新性提出"零级"魔法态蒸馏方案——在物理量子比特（即"零级"）层面构建容错电路，而非更高抽象层级。数值模拟显示，此新方法不仅所需量子比特大幅减少，时空开销更比传统方案降低约数十倍。

糸川与藤井乐观表示，量子计算时代或许不像想象中遥远。无论称之为魔法还是物理，此项技术无疑标志着向开发可抵御噪声的大规模量子计算机迈出关键一步。