近期，中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭光燦團隊在囚禁離子量子態(tài)讀取方面取得新進展：該團隊李傳鋒、黃運鋒、崔金明等人利用機器學(xué)習(xí)算法，在現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）上同時實現(xiàn)了離子量子比特的快速、高保真度讀取。該項研究成果于7月22日發(fā)表在應(yīng)用物理期刊Physical Review Applied 上。 |J+oz7l?-  
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　　離子阱可以穩(wěn)定地囚禁離子陣列，離子之間的庫侖力提供了長程相互作用，是量子信息研究的理想實驗平臺。實現(xiàn)可容錯量子計算需要高質(zhì)量的量子操作，其中包括高保真度量子邏輯門和量子比特量子態(tài)讀取，因此實現(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的方法獲得一段時間內(nèi)的光子計數(shù)，通過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，不能達到較高的保真度。 QRFBMq}'  
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　　李傳鋒研究組提出了利用機器學(xué)習(xí)算法分析光子到達探測器時間序列的方法來甄別離子態(tài)。相比閾值甄別，可以在更短的時間內(nèi)獲得更高的保真度。為了實現(xiàn)對離子態(tài)的快速實時讀取，研究組進一步在現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）硬件上編程，并運行機器學(xué)習(xí)算法，在總時間170微秒內(nèi)對Yb171離子讀取保真度大于99.5%，其中包含了熒光探測時間和硬件算法運行時間。 NG\g_^.M
 
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　　該工作研發(fā)的硬件容易進一步開發(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)讀取實驗體系上，從而在不改變其他實驗條件的前提下，提高量子態(tài)讀取的速度和保真度。 79MF;>=tV  
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　　論文第一作者是中科院量子信息重點實驗室本科生丁子涵。上述研究得到科技部、國家基金委、中科院和安徽省的支持。 ]mZN18#  
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