多一个量子比特，测量提速五倍：如何打破量子世界的速度瓶颈？

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2025-05-20 14:04:10 Science科学

量子科技领域迎来重大突破！来自多所顶尖高校的科学家团队破解了量子测量领域的世纪难题——在保证精度的前提下大幅缩短测量时间。这项刊登于《物理评论快报》的研究成果，通过巧妙增加量子比特实现“以空间换时间”的革新思路，正在量子霸权竞赛中引发行业震动。

一、突破性测量法颠覆传统认知

传统量子测量面临“鱼与熊掌不可得兼”的困境：要提升精度就必须延长测量时间，而要缩短时间就会牺牲精度。这种矛盾源于量子系统的脆弱性——任何测量扰动都可能引发蝴蝶效应般的误差。

由布里斯托大学领衔的国际团队另辟蹊径，首次打破这一铁律。通过引入额外量子比特，研究团队成功将测量速度提升数倍的同时，精度不仅未受影响，甚至在某些情况下还有提升。这项成果已在多个主流量子硬件平台验证可行性。

二、“量子放大镜”原理揭秘

第一作者、布里斯托大学物理系博士生克里斯·科利特用生活案例生动解释原理：“假设要在1秒内判断两杯25ml和20ml的水量差异，多数人会犯难。但若水量放大到50ml与40ml，辨别难度骤降。我们通过增加量子比特，就像给测量设备装上‘放大镜’，让细微差异在更短时间内清晰呈现。”

更令人振奋的是，这种增益效应会随着量子比特数量增加呈指数级提升。当第三个量子比特加入时，原本需要2秒的测量可缩短至0.66秒，精度反而提高三倍。这种“越复杂越高效”的特性，彻底颠覆了传统测量认知。

三、产学研协同创新的典范

这项成果凝聚了布里斯托大学、牛津大学等顶尖机构的心血。项目负责人诺亚·林登教授指出：“我们的方法不仅突破理论极限，更具备工程应用前景。随着量子计算机研发进入白热化阶段，这项技术有望成为标准配置。”

研究团队已着手与IBM、谷歌等量子计算领军企业展开合作。业内专家预测，这项突破将加速量子计算机在药物研发、密码破译等领域的实际应用，推动人类正式迈入量子时代。

(责任编辑：zx0002)

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