據美國物理學家組織網8月31日報道，美國國家標準與技術研究院（NIST）的物理學家使用單個鈹離子量子位（qubit）進行簡單的量子邏輯操作，通過改進試驗方法，獲得了有史以來單量子位處理量子信息的最低出錯率，首次滿足了科學家建立實用量子計算機的理論要求。

      量子計算機有望解決對現有技術（包括超級計算機）來說非常困難的某些問題。對于簡單的量子邏輯操作來說，NIST科學家使用單個鈹離子量子位進行的實驗是一個里程碑，然而，一臺實用的量子計算機也要求雙量子位邏輯操作具有相當低的出錯率。

      “科學家們普遍認為，在量子計算機中，每1萬次邏輯操作中出現一個錯誤這樣的出錯率比較低，足以借用量子計算機中使用的糾錯協議進行糾正。”該研究的領導者、NIST的博士后堅頓?布朗表示：“一般而言，如果出錯率超過上述數字，進行糾錯時可能會出現更多錯誤。最新實驗獲得的出錯率為每5萬個邏輯操作中出現一個錯誤，這表明，我們能有效地控制單量子位的操作。”

      NIST的科學家使用計算機軟件隨機挑選出了1000條不同的邏輯操作序列，并對其進行了試驗。10個不同長度的邏輯操作序列從1個到987個操作不等，每個序列重復100次，測試結果可與完美的理論結果相媲美。

      科學家們對實驗進行了兩個方面的改進獲得了上述結果。首先，他們使用微波而不是常用的激光束操作離子。他們將一個微波天線整合進離子陷阱中，離子盤旋于陷阱表面上方40微米處。使用微波減少了由于激光束的指向和能量不穩定以及自發產生的離子發射所導致的錯誤。其次，科學家們將離子陷阱置于一個銅真空室內并使用氦浴將其冷卻到4.2K（約為零下269攝氏度），以減少實驗室中磁場波動所引起的錯誤。