我科学家率先实现拓扑量子纠错
本报合肥2月24日电(记者吴长锋)中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟及其同事陈宇翱、刘乃乐等,与澳大利亚、加拿大科学家合作,在世界上首次成功实现了拓扑量子纠错,为将来实现真正的量子计算打下了坚实的基础。该研究成果发表在2月23日出版的国际权威学术期刊《自然》杂志上。据悉,这是量子信息领域以中国为第一单位发表在《自然》杂志上的首篇长文。
量子计算机由于其超越经典计算机极限的强大并行运算能力,成为科学家们梦寐以求的目标。量子计算机不可避免地与环境耦合而产生的各种噪声使计算过程产生各种错误,这个问题长期困扰着学术界。国际上以往提出的众多量子纠错方案中,一般采用对每一步逻辑操作都进行量子纠错的方法,要求每一步的错误发生率都不得高于10-5量级,而这么低的容错率是目前任何实验手段都无法实现的。
近年来,学术界提出了拓扑量子纠错这一全新概念,把量子态的拓扑性质应用于量子纠错过程中,从而将量子纠错中可容忍的最高逻辑操作错误发生率提高了三个数量级,达到10-2量级。这是目前已知拥有最高容错率的量子计算方案,从而使得可扩展容错性量子计算在现实条件下成为可能。
据悉,潘建伟团队经过3年研究发展了一套全新的实验技术,将双光子纠缠的亮度提高了4—5倍,八光子簇态的总效率至少提高了200倍,仅用80天时间就完成了以前几乎不可能实现的实验。同时,研究人员设计了一种特殊的滤除噪声的八光子干涉仪,成功制造出并观测到了具有拓扑性质的八光子簇态,并将此簇态作为量子计算的核心资源,实现了拓扑量子纠错。实验结果显示, 在拓扑量子计算的过程中可以完全纠正出现在任意量子比特上的单比特错误,而且当每个量子比特都以相同的概率发生错误时,受保护的量子关联的有效错误率会大大降低。
太空之吻“眼睛”“经脉”来自河南
本报讯(记者乔地)神舟八号与天宫一号将在太空交会对接,激光雷达若“眼睛”,电连接器若“经脉”,紧固件若“关节”…… 河南省国防科工局局长刘宛康说:“这些关键的系统和零部件,大部分都为河南研发、制造。”
刘宛康说,河南多家军工及民口单位参与了主系统及零部件产品的配套工作。这些单位包括郑州航天电子技术有限公司(693厂)、河南航天压力元件有限公司、河南航天精工制造有限公司、中国电科第27研究所等。
神舟八号如何与天宫一号实现对接举世瞩目。将在对接中发挥核心作用、引导神舟八号与天宫一号“完美一吻”的,就是激光雷达。在位于郑州市郊的中国电子科技集团公司第27研究所实验室内,光电与雷达系统事业部副部长何铮进告诉记者,在9月29日送入太空的天宫一号上,已经安装了该所研制的两样“宝贝”——“合作目标”,它们与装在神舟八号上的激光雷达共同构成交会对接系统。激光雷达室主任董光焰说,在接近1米范围后,两个飞行器的对接要通过视频操作来完成。
郑州航天电子技术有限公司为天宫一号和神舟八号飞船提供的电连接器占据60%以上的比重。该公司研制生产的新型垂直度调整设备,可帮助指挥员判断火箭是否具备良好的起飞状态,决定火箭能否点火发射。此次发射中,河南某企业研制生产的电连接器、电缆网、电子仪器构成了神舟八号的“神经脉络”,控制飞船和火箭完成各种“规定动作”。这些遍布在“神八”周身的电缆以及电连接器、电子仪器、高性能钛合金紧固件等也都是河南制造。
太空环境中温差极大,河南航天压力元件有限公司为天宫一号飞船推进舱热控系统生产的特种阀门,使控制推进舱内温度保持在25℃左右,是保障航天员生存和仪器正常运转的关键部件,也是控制神舟八号飞船与天宫空间站对接可靠性的关键装置。河南航天精工公司承担的天宫一号系列专用新型紧固件的研制配套任务,相当于为飞行器打造“关节”。
六代飞机:多功能歼击机(代号为“火龙”)
中国正在研制的多功能歼击机(代号为“火龙”)获得重大科学技术突破,其先进性属于第六代飞机;该机的主要特点是更加先进的气动结构,新型控制系统,机载雷达的能力大为提高,可打击地面目标。
该机还具有超级机动能力,如可进行“普加乔夫眼镜蛇机动”,可使其大为扩大使用机载武器的能力,破坏敌歼击机的进攻,退出其武器杀伤区。中国在该机研制上之所以能取得如此之大的成绩,据悉有数十名俄罗斯顶尖级科学家从俄罗斯流失到中国,俄罗斯为此曾多次向中国要求引渡。
“火龙”型机的驾驶导航系统用于完成飞机在简单和复杂气象条件下,在任何季节和昼夜情况下、在陆地和海面上、在任何地形条件下的所有飞行阶段的导航和驾驶 任务。在导航设备中包括惯性导航系统、多普勒速度和侧流测量仪、自动无线电罗盘、远距(卫星)导航无线电技术系统、近距导航无线电技术系统、相互座标确定 设备、信标无线电接收机等设备。
在飞机设备中还有飞机应答机和国别系统应答机。通信系统用于飞行员与指挥所及空中飞机之间进行稳定的双向无线电通话,以及加密无线电电话和遥码通信。在飞机上安装有2部超短波电台、短波电台、无线电电话和遥码通信编码设备、内部通信设备(飞机通话装置)和通话记录设备。