在当今的数字基础设施中，我们用来发送和处理信息的数据位可以是 0 或 1。能够纠正使用这些数字在计算中可能出现的错误是信息处理和通信系统的重要组成部分。量子计算机使用量子位，它可以是 0 和 1 的一种混合，称为量子叠加。这种混合对它们的能力至关重要，但也使它纠错变得更加复杂。

DTU Fotonik 的研究人员在微芯片上共同创建了迄今为止最大、最复杂的量子信息处理器。它使用单个光粒子作为其量子位，并首次展示了光子量子位的各种纠错协议。

“我们制作了一种新的光学微芯片，它可以通过纠缠保护自己免受错误的影响来处理量子信息。我们使用了一种新颖的设计来实施纠错方案，并验证它们在我们的光子平台上有效工作，”自然物理学论文的合著者，DTU Fotonik 博士后Jeremy Adcock说。

这项研究很重要，因为纠错是开发大规模量子计算机的关键，它将为大规模化学模拟和更快的机器学习等新算法解锁。

一项关键应用可能是药物发现。今天的计算机无法模拟大分子及其相互作用，例如当您将药物分子引入人体时。在今天的计算机中，经典计算的规模随着所涉及分子的大小呈指数增长。但是对于未来的量子计算机，已知更有效的算法，这些算法不会在计算成本上爆 炸。

这只是未来量子技术有望解决的问题之一，因为它能够处理超出传统计算机基本限制的信息。但要达到这个目标，我们必须小幅：

“如果要扩大量子技术以显示优于传统计算机的优势，芯片级设备是向前迈出的重要一步。这些系统将需要数百万个以尽可能快的速度运行的高性能组件，而这只有通过超先进半导体制造业使微芯片和集成电路成为可能，”合著者、DTU Fotonik 高级研究员 Yunhong Ding 说。

要实现超越当今强大计算机的量子技术，需要进一步扩展这项技术。特别是，该芯片上的光子（光源粒子）源的效率不足以构建有用规模的量子技术。

DTU Fotonik 的博士后 Jeremy Adcock 说：“在 DTU，我们现在正致力于将这些源的效率（目前只有 1% 的效率）提高到接近统一。有了这样的源，应该有可能制造出大规模增加的量子光子器件， 并从量子技术在处理、通信和获取信息方面优于传统计算机的天然物理优势中获益。”

有了更高效的光子源，我们将能够构建更多不同的资源状态，这将实现更大、更复杂的计算，以及无限范围的安全量子通信。