科学家们一直面临着一个难题：如何在不破坏量子系统的情况下了解其内部机制。传统方法通常需要巨大的资源，因此对于大规模的应用来说并不实际。不过，近日来自加州大学圣地亚哥分校、IBM Quantum、哈佛大学和加州大学伯克利分校的研究人员开发出了一种名为“稳健浅影”的新技术，可以更高效、更准确地从量子系统中提取关键信息，即使在现实世界的噪音和缺陷存在的情况下也能保持高精度。 这项创新发表在《自然通讯》杂志上。研究人员通过借鉴“从不同角度投射物体影子以重建物体”的思路，设计了一套算法来提高样本效率，并集成了噪声抑制技术，以产生更清晰、更详细的“影子”来表征量子状态。具体来说，“稳健浅影”协议允许科学家们从多个角度捕捉量子系统的“影子”，然后通过算法处理这些数据，从中提取出量子系统的本质特征。 首席作者、加州大学圣地亚哥分校的物理副教授You Yi-Zhuang表示：“通过改进测量技术，我们的方法为推动量子计算的可靠性和普及性做出了重要贡献。”在实验验证中，研究团队使用了一个超导量子处理器，结果显示即使在有实际噪音的情况下，这种新方法也能比传统的单量子比特测量技术更准确地预测各种量子态属性，如保真度和纠缠熵。 这一成果不仅为量子系统的研究者提供了强有力的新工具，也为量子计算的发展铺平了道路，使未来的量子计算机在处理复杂问题时更加可靠和高效。目前，量子计算领域的几大巨头，如IBM 和谷歌，都在积极推动相关技术的研发，以期早日实现商业化应用。业内人士认为，该研究有望成为量子计算领域的突破口之一，进一步加速量子计算机的实用化进程。加州大学圣地亚哥分校在量子技术研究方面一直走在前列，与多家顶级科技公司的合作更是体现了其在该领域的影响力。