近日，澳大利亚新南威尔士大学的工程师们在量子计算领域取得了重大突破，他们成功实现了一个基于量子力学的“锑猫”实验，为量子计算提供了一种更为稳健的新方法。这项研究成果已在《自然·物理学》杂志上发表。
这项实验借鉴了著名的“薛定谔的猫”概念。在量子力学中，一个放射性原子的衰变状态在未被观察前是处于叠加态的，即同时处于衰变和未衰变两种状态。这种现象导致了“薛定谔的猫”这一悖论的产生：一只猫的生死取决于一个放射性原子的衰变，因此在未观察前，猫被视为既死又活的叠加态。而此次实验中，科学家利用锑原子的自旋方向来编码量子信息，巧妙地运用了类似的叠加原理。
锑原子具有8个不同的自旋方向，其量子态的叠加比传统量子比特更为复杂和丰富。传统的量子比特通常只使用“自旋向下”表示“0”态，使用“自旋向上”表示“1”态。然而，锑原子的自旋方向在改变时，并不会立即导致逻辑错误的发生。其叠加态中包含了多个量子态，即使出现单个错误，也不会立即扰乱整个量子信息，这为量子计算提供了更高的容错性。
研究团队将锑原子嵌入在硅量子芯片中，实现了对量子态的精确控制。新南威尔士大学的教授安德烈亚·莫雷洛形象地比喻道：“在我们的研究中，锑原子就像有7条命的猫。传统量子比特在遇到逻辑错误时会立即失效，而锑原子需要连续出现7个错误才会将‘0’变成‘1’。”这一特性使得锑原子在量子计算中具有更高的稳定性和容错性。
量子计算领域一直面临着纠错这一重大挑战。传统的量子比特在自旋方向改变时，极易导致逻辑错误的发生，使得量子信息的传递和处理变得异常脆弱。而此次“锑猫”实验的成功，为量子计算提供了一种全新的方法，有效解决了这一问题。这一突破不仅为量子计算的发展奠定了坚实的基础，也为未来量子计算机的实现提供了可能。
