量子优势联合设计中心（C2QA）由美国能源部布鲁克海文国家实验室领导，涵盖从研究、学术到工业的27个不同的合作伙伴和附属机构。C2QA的主要重点是构建创建可扩展、分布式和容错量子计算机系统所需的工具，该中心每年都在发展、构建和努力支持这一任务。2023年有几个令人难忘的里程碑。以下是去年的一些亮点：
科学与技术
量子比特，存储信息的基本量子系统，是一些繁琐的东西。环境中最小的波动都会导致它们崩溃。热量、环境辐射、磁场甚至周围的其他量子位都会导致存储在量子位中的信息泄漏到环境中并改变其状态，使其不再可行。这被称为“退相干”，是实现量子革命的最大挑战之一。
材料推力在延长这些精密钻头的寿命方面取得了重大进展。布鲁克海文实验室功能纳米材料中心（CFN）和国家同步加速器光源II（NSLS-II）的科学家以及C2QA合作伙伴普林斯顿大学的科学家通过解码钽量子位的化学特性，研究了钽量子位数表现更好的根本原因。这项工作的结果最近发表在《Advanced Science》期刊上，将为未来设计更好的量子位提供关键知识。CFN和NSLS-II是位于布鲁克海文实验室的DOE科学办公室用户设施。
耶鲁大学的Devoret研究小组也在努力延长量子位的寿命和性能。在C2QA设备子推力负责人Michel Devoret的领导下，该团队能够通过一种名为纠错的过程将钽基量子位的寿命延长一倍。纠错是一种特殊类型的编码，理论上可以保护量子位中的信息。2023年早些时候，研究人员在《Nature》期刊上发表了这一突破性成果，他们采用了几种基于多年研究的方法。
2023年，该中心软件推力负责人Nathan Wiebe和他的团队开发了一种量子算法，该算法模拟了具有显著优势的经典谐振子。虽然其他模拟也取得了类似的结果，但它们主要研究的是本质上已经是量子力学的系统的表示。这项研究表明，在适当的条件下，量子计算机可以在更短的时间内解决经典问题。
