摘要
利用量子进行计算的雄心壮志与退相干的基本现象是不一致的。量子纠错(QEC)的目的是抵消复杂系统退相干的自然倾向。这种协作过程需要多个量子和经典组件的参与，它创造了一种特殊类型的耗散，可以比这些错误破坏存储的量子信息的速度更快地消除由错误引起的熵。之前的实验试图设计这样一个过程1，2，3.，4，5，6，7面对生成的过多的错误，这些错误压倒了过程本身的纠错能力。因此，利用量子质能扩展量子相干是否实际可行仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们通过展示一个完全稳定和纠错的逻辑量子比特来回答这个问题，该量子比特的量子相干性比QEC过程中涉及的所有不完美量子组件的量子相干性要长得多，以相干增益为G= 2.27±0.07。我们通过结合几个领域的创新来实现这一性能，包括超导量子电路的制造和无模型强化学习。
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用离散变量编码的逻辑量子位击败收支平衡点
自然开放获取2023年3月22日
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致谢
我们承认与R. Cortiñas, J. Claes和A. Mi的讨论。我们感谢B. howard对手稿的反馈。该研究得到了美国陆军研究办公室(W911NF-18-1-0212和W911NF-16-1-0349)以及美国能源部、科学办公室、国家量子信息科学研究中心、量子优势协同设计中心(C2QA)的支持，合同编号为DE-SC0012704。本文件所载的观点和结论是作者的观点和结论，不应被解释为代表美国政府的官方政策，无论是明示的还是暗示的。美国政府被授权为政府目的复制和分发重印本，尽管此处有任何版权注释。制造设备的使用得到了耶鲁纳米科学与量子工程研究所和耶鲁海洋洁净室的支持。
作者信息
作者及单位
贡献
v。v。s。am。a。e。建了实验装置。R.J.S.为实验仪器做出了贡献。it, sg和L.F.制造了传输芯片。b.r.， S.S.和S.M.G.发展了这个理论。b.r.， v.v.s.， A.E.和B.L.B.发展了耗散振荡器冷却。a.e.， V.V.S.和a.z.发展了状态初始化技术。V.V.S.实施RL，进行实验并分析数据。V.V.S、a.e.、B.R.和M.H.D.定期讨论项目并提供见解。M.H.D.监督了这个项目。V.V.S.和M.H.D.根据所有作者的反馈撰写了这份手稿。
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R.J.S.， L.F.和M.H.D.是Quantum Circuits, Inc.的创始人，R.J.S.和L.F.是股东。
同行评审
同行评议信息
自然感谢Atsushi Noguchi和其他匿名审稿人为本工作的同行评审所做的贡献。同行评审报告是可用的。
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关于本文
引用本文
Sivak, v.v.， Eickbusch, A, Royer, B。et al。超过盈亏平衡的实时量子纠错。自然616， 50-55(2023)。https://doi.org/10.1038/s41586-023-05782-6
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-023-05782-6
这篇文章是由
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自然(2023)
