澳大利亚新南威尔士大学的工程师成功演示了基于量子力学的“锑猫”实验，为量子计算提供了一种更稳健的方法。该实验利用锑原子的8个不同自旋方向编码量子信息，相较于传统量子比特，其量子态叠加更为复杂，容错性更高。锑原子自旋方向的改变不会立即导致逻辑错误，即使出现单个错误，量子信息也不会立即被扰乱，这为解决量子计算的纠错难题带来了重要突破。这项研究将锑原子嵌入硅量子芯片中，并实现了对量子态的精确控制，未来有望扩展生产。

⚛️ 研究团队利用锑原子的自旋方向编码量子信息，锑原子具有8个不同的自旋方向，使得量子态的叠加比传统量子比特更为复杂，提高了量子计算的容错性。

🔬 与“薛定谔的猫”思想实验类似，该实验用锑原子代替猫，锑原子自旋方向的叠加态并非简单的“0”和“1”的叠加，而是存在多个量子态分支，使得单个错误不会立即扰乱量子信息。

🛡️ 锑原子在自旋方向改变时，不会立即发生逻辑错误，需要连续出现多个错误才会导致量子信息丢失，这为量子计算提供了更高的容错性，解决了量子计算领域面临的最大挑战之一：纠错。

💡 研究团队还将锑原子嵌入硅量子芯片中，实现了对量子态的精确控制，这为未来大规模生产量子芯片奠定了基础，具有重要的实际应用价值。

    科技日报北京1月14日电 （记者张佳欣）澳大利亚新南威尔士大学工程师成功演示了一个基于量子力学的“锑猫”实验，为执行量子计算提供了一种全新方法。这种方法更稳健，为解决量子计算领域面临的最大挑战之一——纠错带来了重要突破。该成果发表在最新一期《自然·物理学》杂志上。

    这个思想实验借鉴了“薛定谔的猫”的概念，即一只生死取决于放射性原子衰变的猫。根据量子力学原理，除非直接观察该原子，否则必须认为它处于叠加态，即同时处于衰变和未衰变双重状态。这导致了一个令人困扰的结论：猫处于既死又活的叠加态。于是，科学家用“薛定谔的猫”来比喻相差很大的量子态的叠加。

    如果用自旋来描述量子比特，则可将“自旋向下”作为“0”态，将“自旋向上”作“1”态。但是，如果自旋方向突然改变，就会立即遇到逻辑错误：“0”变成“1”，或者反之，只是一瞬间的事。这就是为什么量子信息如此脆弱的原因。

    不过，此次实验对象是锑原子而非猫。研究团队用锑原子的自旋方向来编码量子信息。锑原子具有8个不同的自旋方向，这使得其量子态的叠加比传统量子比特更为复杂。锑自旋在相反方向上的叠加态不仅仅是“1”和“0”的叠加，因为叠加态的两个分支之间存在多个量子态。

    这种特性就使得锑自旋方向突然改变时，不会导致逻辑错误立即发生。即使出现单个错误，也不会立即扰乱量子信息，这为量子计算提供了更高的容错性。

    研究领导者、新南威尔士大学教授安德烈亚·莫雷洛解释道，俗话说猫有9条命，而在他们的研究中，锑原子就像有7条命的猫，需要连续出现7个错误才会将“0”变成“1”。

    此外，研究团队还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。从长远来看，该技术还能使用与制造计算机芯片类似的方法来扩展生产。