文|陳根
量子信息和量子計算以量子力學的糾纏態為基礎，隨著對量子認識地不斷深入，糾錯問題、量子密碼及有關的量子非克隆定理、量子遠程傳態、退相干的避免或減小問題，都在逐步被解決。
其中，量子信息作為連接物理學各分支的組織，發揮著越來越重要的作用。特別是量子糾錯，描述了在量子計算機和其他復雜的交互系統中如何保護和恢復信息，為現代人對量子引力的理解奠定了基礎。
具體來說，量子糾錯中的“糾錯”是指找到任何不可預見、或不希望預見的信息擾亂。例如，一個計算機文件占據了硬盤的一個特定的小區域，文件的碎片會散落在硬盤的不同區域，然后糾錯碼會將這些碎片收集起來并恢復原始信息。
雖然科學家們對量子糾錯碼投入了很多精力，但對代碼的作用還是不甚了解，隱藏在信息局部性背后的明確機制依然難以捉摸。
近日，來自肯塔基大學物理和天文學系的研究人員在量子糾錯碼和二維共形場論之間搭建了一個新平臺，后者描述了量子粒子的相互作用，并已成為描述從基本粒子到量子材料（如石墨烯）中出現的準粒子的理論工具。
通常計算機是用二進制數字為基礎進行計算的。數字0和1稱為經典比特。量子比特由兩個不同的量子狀態∣0〉和∣1〉（如自旋的上和下）實現。二者最本質的區別是量子比特可處于態的線性疊加上，如α∣0〉 +β∣1〉。
遺憾的是，由于量子不可克隆定理，量子比特不能被復制，沒法像經典計算機那樣通過重復運算來消除錯誤，量子糾錯必須是全新的方法。目前存在的量子糾錯往往是主動糾錯，即通過不斷的檢查錯誤來判斷是否需要修正以及完成修正。這對硬件方面提出了很高的要求，對量子計算機規模的提升產生了限制。
而現在，通過搭建“新平臺”，科學家們能夠在量子場論的背景下研究量子糾錯碼的作用。目前，相關研究成果“Solutions of Modular Bootstrap Constraints from Quantum Codes”，已發表在《物理評論快報》上。
