記者9月2日從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在機(jī)器學(xué)習(xí)提高超導(dǎo)量子比特讀取效率上取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果于8月31日以研究長(zhǎng)文形式發(fā)表于《應(yīng)用物理評(píng)論》。

據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)郭國(guó)平教授研究組與本源量子計(jì)算公司合作，在本源“夸父”6比特超導(dǎo)量子芯片上研究了串?dāng)_對(duì)量子比特狀態(tài)讀取的影響，并創(chuàng)新性地提出使用淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別和讀取量子比特的狀態(tài)信息，從而大幅度抑制了串?dāng)_的影響，進(jìn)一步提高了多比特讀取保真度。

對(duì)量子比特狀態(tài)的高保真度測(cè)量，是量子計(jì)算中的關(guān)鍵一環(huán)。在超導(dǎo)量子計(jì)算中，對(duì)量子比特的讀取依賴(lài)于量子比特與讀取諧振腔之間的色散耦合，通過(guò)探測(cè)讀取腔的色散頻移效應(yīng)可以推測(cè)量子比特所處的狀態(tài)。近些年，國(guó)際上分別實(shí)現(xiàn)了高保真度的單比特單發(fā)讀取以及多比特的多路復(fù)用式單發(fā)讀取。然而，由于各種形式的雜散耦合的存在，鄰近比特的狀態(tài)可能會(huì)對(duì)目標(biāo)比特的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，從而降低測(cè)量保真度，進(jìn)而降低量子算法的成功率。隨著量子芯片的進(jìn)一步擴(kuò)展，為了進(jìn)一步提高讀取保真度，如何解決上述串?dāng)_問(wèn)題將成為研究者們面臨的主要挑戰(zhàn)。

郭國(guó)平教授研究組與本源量子計(jì)算公司合作，通過(guò)對(duì)量子比特信息提取過(guò)程的抽象和模擬，提出一種新的量子比特讀取方案：通過(guò)訓(xùn)練基于數(shù)字信號(hào)處理流程構(gòu)建的淺層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)量子比特狀態(tài)的精確識(shí)別與分類(lèi)。研究人員將這一方案應(yīng)用到本源“夸父”6比特超導(dǎo)量子芯片上，發(fā)現(xiàn)新的讀取方案不僅有效提升了6比特的讀取保真度，而且大幅度抑制了讀取串?dāng)_效應(yīng)。該方案不僅適用于超導(dǎo)量子計(jì)算，也同時(shí)適用于其他量子計(jì)算物理實(shí)現(xiàn)方案。（記者 陳婉婉）