ParityQC研究人员和因斯布鲁克大学物理学家组成的团队开发了一种基于ParityQC架构的通用量子计算新方法。在最近发表在《物理评论快报》和《物理评论A》上的两篇论文中，他们提出了一个用于量子计算的通用门集，它具有全连接性和对“比特翻转”错误的内在鲁棒性。这种方法可以克服量子设备的一些主要限制，并可能成为下一代量子计算机的基础。

使量子计算成为可能的量子力学基本规则也对这种机器施加了基本限制。这些限制，如“不可克隆定理”，是当前寻求创建通用量子计算机的一个重大障碍。人们所说的通用量子计算机是一台可以执行任意量子操作的计算机。

他们获得这一重要成就的根源是得益于ParityQC架构，该架构也被称为LHZ架构(以三位作者的姓氏首字母命名)。这种新型编码于2015年被发现，并在科学界广受赞誉。

ParityQC的联合创始人兼联席CEO、因斯布鲁克大学教授Wolfgang Lechner回忆道：“这种架构最初是为优化问题而设计的。在这个过程中，为了尽可能高效地解决这些优化问题，我们将架构简化到了最低限度。该架构中的物理量子比特不代表单个比特，而是对比特间的相对协调进行编码。这意味着不是所有的量子比特都必须相互作用。”

最近发表的研究表明，ParityQC架构可以有效地用于创建通用量子计算机。主要原因是实现该体系结构的量子计算机可以在单个量子比特上执行两个或多个量子比特之间的操作。这两篇论文表明，通过ParityQC架构可以快速高效地执行某些操作，例如Shor的因式分解算法。

这种新方法的另一个显著特点是它提供了硬件层面的高效纠错。由于存在所谓的“量子噪声”，为了使量子计算机正常运行，因此纠错是必不可少的。但纠缠需要更多的量子比特，并且会让系统规模太大而无法管理。

该论文作者表示，这个模型采用了两级纠错操作：第一级，比特翻转错误或相位错误，由所使用的硬件来阻止。这在不同的平台上都已经有了初步的实验方法；而另一种类型的错误可以通过软件检测和纠正。这种软件校正能力自然而然地伴随着ParityQC架构，并作为这种信息编码方式的固有属性。

ParityQC已经与学术界和工业界的合作伙伴就新模型的实施展开合作。该研究还将在德国航空航天中心(DLR)量子计算计划中付诸实践，这是一个ParityQC参与了的合作项目。该项目旨在构建基于通用量子架构的模块化离子阱量子计算机，这种模块化设计很容易扩展至数千个量子比特。（编译:Qtech）