量子计算领域已取得了一些重大进展，谷歌和IBM等全球巨头已经开始提供基于云的量子计算服务。然而，由于量子比特的可用性仍然不足，量子计算机还无法解决当前标准计算机无法解决的问题。其中一个原因是，物理量子比特不能立即用于运行量子算法。

传统计算机的二进制比特是以0或1的固定来存储信息的，而量子比特可以同时表示0和1，并将两者值的概率引入其中，这就是所谓的量子叠加。这使得量子比特非常容易受到外部因素影响，会导致它们存储的信息很容易丢失。为了确保量子计算机能提供可靠的结果，需要产生量子纠缠，并通过将多个物理比特连接起来从而形成一个逻辑量子比特。如果其中一个物理比特失效，还有其他量子比特能保留信息。因此，阻碍功能性量子计算机发展的主要困难之一是需要大量的物理比特。

为了让量子计算变得可行，人们正在采用许多不同的技术方案。例如，大企业目前主要专注于超导固态系统，但这些系统的缺点是只能在接近绝对零度的温度下运行。而光子方案则可以在室温下工作，在这个体系里，单光子通常用作物理量子比特。从某种意义上说，这些光子是微小的光粒子，其运行速度比固态量子比特更快，但同时也更容易丢失。为了避免量子比特丢失和产生错误，有必要将多个单光子光脉冲耦合在一起，以构建一个逻辑量子比特——就像基于超导体的方法那样。

最近，日本东京大学、德国美茵茨大学和捷克帕拉茨基大学的研究人员组成的团队共同展示了一种构建光子量子计算机的新方法。该团队没有使用单个光子，而是采用了激光产生的光脉冲，这种光脉冲是由许多光子组成。

美因茨大学的Peter van Loock教授表示：“我们的激光脉冲被转换成了量子光学状态，使我们具有纠正错误的内在能力。虽然该系统仅由一个激光脉冲组成(因此非常小)，但原则上它可以立即消除错误。”因此，不需通过多个光脉冲生成单个光子作为量子比特，然后让它们作为逻辑量子比特来进行交互的这一过程。van Loock补充说道：“我们只需要一个光脉冲就能获得一个具有鲁棒性的逻辑量子比特。”

换句话说，在这个系统中，物理量子比特已经等同于逻辑量子比特，这是一个非凡且独特的概念。但需要了解的是，在东京大学实验中产生的逻辑量子比特的质量还不足以提供必要的容错水平。尽管如此，该团队研究人员已经清楚地证明，利用最具创新的量子光学方法有望将非通用可校正的量子比特转化为可校正量子比特。

他们相应的研究成果已于最近发表在《科学》杂志上。这些成果是基于日本Akira Furusawa实验小组和德国Peter van Loock理论小组之间长达20年的合作。(编译:Tmac)