量子计算机有望达到当今最快的超级计算机也无法达到的速度和效率。然而，主要由于量子计算机无法自我纠错，这项技术还没有得到广泛推广和商业化。量子计算机与传统计算机不同，它无法通过反复复制编码数据来纠正错误，所以科学家们不得不另辟蹊径。

现在，《自然》杂志上的一篇新论文展示了哈佛大学量子计算平台解决量子纠错这一长期挑战的潜力。领导哈佛团队的是量子光学专家Mikhail Lukin，他是哈佛大学量子物理学教授，也是哈佛量子计划的总监。

经过数年的努力，哈佛的量子计算平台建立在一个非常冷的、被激光捕获的铷原子阵列上。每个原子就像一个比特(量子世界称之为量子比特)，它可以执行极快的计算。

该研究小组的主要创新是他们配置 "中性原子阵列"的方法，这种方法使其能够在计算过程中通过移动和连接原子(物理学术语称之为纠缠)来动态改变其布局。纠缠原子对的操作称为双量子比特逻辑门，它是量子计算力量的来源。

在量子计算机上运行一个复杂的算法需要许多门。然而，这些量子门操作是出了名的容易出错，并且错误的累积会使量子算法失去作用。

在这篇新论文中，该研究小组报告了其双量子比特纠缠门的性能近乎完美，并且错误率极低。他们首次展示了以低于0.5% 的错误率纠缠原子的能力。就操作质量而言，这使得他们的技术性能与其他领先类型的量子计算平台(如超导量子比特和捕获离子量子比特)不相上下。

不过，哈佛大学的方法与这些竞争对手相比要具有更大的优势，因为它系统规模大、量子比特控制高效，而且具有动态重新配置原子布局的能力。

第一作者Simon Evered是Lukin研究小组中来自哈佛大学格里芬艺术与科学研究生院的一名学生。他说："我们现在的误差率已经足够低，如果我们把原子组合成逻辑量子比特，这些经过量子误差校正的逻辑量子比特的误差可能比单个原子还要低。”

综合来看，这些进展为量子纠错算法和大规模量子计算奠定了基础。所有这一切都意味着，中性原子阵列上的量子计算正展现出广阔的前景。(编译：Tmac)