量子计算机有望在未来几年成为科学和工业计算的强大工具，这种在几十年前提出的理论概念终于在近几年变成了物理现实。将量子计算系统扩展到实用的鲁棒性和可靠性水平，这一直以来是该领域许多科研小组的研究重点。

最近，悉尼大学的研究人员在使用NCI(国家计算基础设施)的Gadi超级计算机来寻找更有效、更强大的方法来控制量子计算机的构建模块。

量子比特为量子计算机提供运算动力，它的排列方式有助于确定其性能和响应错误的能力。由于量子比特本身的微妙性质，量子计算中的错误是不可避免的。我们知道振动、噪声、温度波动和宇宙射线等因素都是量子计算机中潜在的错误来源。但让量子比特进行更好的排列或者说更好的表面编码，可以让计算机更有效的检测与纠正在计算过程中出现的错误。

悉尼大学的该研究小组此前曾将错误纠正阈值提高到了一个新的水平。阈值越高，系统可以解决的错误就越多。现在，他们又把阈值提高到以前仅在理论上预测到的水平。通过简单的改变量子比特在表面的排列方式，他们得到了一个出乎意料的大结果。

针对量子比特可能会排列的所有不同的组合，该研究团队在Gadi超算上运行了大约8700万次独立的模拟计算，才使得现在的阈值水平与物理量子系统的实际错误率保持一致。

该团队的研究员David Tuckett博士说：“这一研究使我们离实现实用的量子计算更近了一步。能够在NCI上快速运行这些模拟对于我们理解量子比特编排的有效性是至关重要。如果没有NCI的支持和对其高性能计算机的访问，我们就无法了解这么多东西。”

这个新表面编码的开发是由该校学生Pablo Bonilla领导的。通过查看团队先前版本的表面编码作业，他调整了一些长期未触及的变量实现了进一步推进这个想法。鉴于20多年来，表面编码一直是量子计算研究的重点，他们的结果更加出人意料，该团队所做的改进已引起了科技巨头亚马逊和世界各地研究人员的兴趣。

量子计算研究人员正逐步让我们更接近有用功能性的量子计算技术。通过创新研究、新想法和强大的测试环境(如NCI的Gadi超级计算机)，研究人员可以提高知识水平并帮助实现未来技术。这项研究得到了澳大利亚ARC工程量子系统卓越中心(EQUS)的支持。（编译:Qtech）