近期，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦團(tuán)隊(duì)在囚禁離子量子態(tài)讀取方面取得新進(jìn)展：該團(tuán)隊(duì)李傳鋒、黃運(yùn)鋒、崔金明等人利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）上同時(shí)實(shí)現(xiàn)了離子量子比特的快速、高保真度讀取。該項(xiàng)研究成果于7月22日發(fā)表在應(yīng)用物理期刊Physical Review Applied 上。 \x|8  
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　　離子阱可以穩(wěn)定地囚禁離子陣列，離子之間的庫(kù)侖力提供了長(zhǎng)程相互作用，是量子信息研究的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)可容錯(cuò)量子計(jì)算需要高質(zhì)量的量子操作，其中包括高保真度量子邏輯門(mén)和量子比特量子態(tài)讀取，因此實(shí)現(xiàn)快速、高保真度量子態(tài)讀取具有重要意義。在離子阱系統(tǒng)中，一般采用離子熒光探測(cè)的方法獲得一段時(shí)間內(nèi)的光子計(jì)數(shù)，通過(guò)閾值甄別的方法判斷離子處于“亮”或“暗”態(tài)，這種方法獲得的信息較少，不能達(dá)到較高的保真度。 m%b#B>J,n  
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　　李傳鋒研究組提出了利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析光子到達(dá)探測(cè)器時(shí)間序列的方法來(lái)甄別離子態(tài)。相比閾值甄別，可以在更短的時(shí)間內(nèi)獲得更高的保真度。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)離子態(tài)的快速實(shí)時(shí)讀取，研究組進(jìn)一步在現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA）硬件上編程，并運(yùn)行機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在總時(shí)間170微秒內(nèi)對(duì)Yb171離子讀取保真度大于99.5%，其中包含了熒光探測(cè)時(shí)間和硬件算法運(yùn)行時(shí)間。 ^I{/j'b&  
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　　該工作研發(fā)的硬件容易進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成功能模塊，可以應(yīng)用于現(xiàn)有離子或者原子熒光態(tài)讀取實(shí)驗(yàn)體系上，從而在不改變其他實(shí)驗(yàn)條件的前提下，提高量子態(tài)讀取的速度和保真度。 /I:&P Pff  
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　　論文第一作者是中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室本科生丁子涵。上述研究得到科技部、國(guó)家基金委、中科院和安徽省的支持。 Ed+jSO0  
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　　文章鏈接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.12.014038