效率提高10亿倍我国科学家首次实现量子

量子通信虽然可以为信息安全提供保障，但是量子通信在传输时会受噪声影响而退化从而严重影响通信质量。那么问题来了，量子信息能否像传统信息一样避免错误，将被噪声“污染”的量子纠缠进行高效率“提纯”吗？据《光明日报》1月7日消息，中国科学技术大学郭光灿院士团队和南京邮电大学盛宇波教授团队合作，近日在实验室首次实现了确定的纠错纯化，理论上效率提高10亿倍，其意义重大，为未来中国高效率量子中继奠定了基础。

01量子纠缠是个老大难问题

几百年以来，人类学会了将信息转化为越来越持久和有用的形式，从最初的石板到后来的纸张再到数字媒体。从20世纪80年代开始，科学家就开始对如何在量子计算机中存储信息进行理论研究，在量子计算机中，信息会受到各种原子级错误的影响（噪声的影响）。

根据百度百科，所谓量子纠缠是指，量子力学里几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，我们称这种现象为量子纠缠，这是量子力学特有现象，在经典力学里则不存在类似现象。

事实上，我们永远无法完美地保护信息免受所有错误的影响。我们知道，我们可以用数学方法将经典信息，如一个字或一个数，表示为一系列二进制数字或位，1和0。但当我们以电路的形式实际构建这些二进制数字或位时，我们发现电路相互作用（通常简称为噪声）——会导致随机位翻转到错误的值。在20世纪四五十年代，克劳德·香农和理查德·哈明首次提出了解决方案，在计算开始之前发现了检测和纠正错误的方法，就是向序列中添加了新位，该序列的作用类似于收据，指定了一些初始位的总和。这些纠错方法现在称为纠错码，或仅称为纠错码。

但对于量子计算机来说，创建一个代码被证明更加困难。量子计算机不使用比特，而是同时使用部分为0和部分为1的量子比特。它们容易受到两种错误的影响，要么将它们压缩为单个值（0或1），要么使它们之间失去平衡。每种错误也会相互影响，这使得量子比特的纠错更加复杂。

到了20世纪90年代，虽然科学家们找到了一些方法来应对错误，但这些方法完全没法与传统计算机相比，实际上传统计算机提供了令人难以置信的可靠性和很高的效率。

02国外的一些研究进展

由于解决量子纠缠是一个老大难的问题，其纠错或者说纯化理论吸引了为数众多的国际顶尖科学家的

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