在量子信息处理领域的研究中，量子纠错被普遍认为是通向实用化可容错量子计算机的必经之路，因其可有效保护量子比特免受环境中噪声的干扰，进而提高量子信息的存储寿命。近日，南方科技大学深圳国际量子研究院的助理研究员徐源团队与来自于福州大学、清华大学等的物理学者合作在该领域取得突破性实验进展。他们开发了基于离散变量编码的逻辑量子比特的实时重复量子纠错技术，实现了延长了量子信息的存储时间，在国际上首次突破盈亏平衡点，真正展示了量子纠错优势。这一里程碑式的突破代表了迈向实用化可扩展通用量子计算的关键一步。3月22日国际著名学术期刊《自然》发表了该成果。西安交通大学物理试验班首届毕业生徐源为文章主要通讯作者。

徐源，2009年从河南省镇平县第一高级中学考入西安交通大学，并被选拔进入到物理试验班学习。学院物理试验班采用全新的培养模式和方法，配备了一流的教学名师，为学生奠定了扎实的物理学基础知识。同时还拥有丰富的科研资源，培养了学生基本的科研训练技能。徐源在学院本科学习期间，在高宏老师的指导下开展科研训练，高宏老师对待科研一丝不苟的态度和脚踏实地的做事风格给徐源留下了很深的印象，也成为了他科研道路的起点。在本科学习阶段，他连续四年获得多项奖学金和校级荣誉，包括唐仲英德育奖学金、思源奖学金、珠峰奖学金，以及优秀学生等荣誉称号。2013年本科毕业之后，徐源保研到清华大学交叉信息研究院攻读博士学位，开展基于超导量子线路系统的量子信息处理领域的实验研究。随后在2019年博士毕业之后，徐源以助理研究员身份入职于深圳南方科技大学量子科学与工程研究院。他在基于超导量子线路系统的量子信息处理领域取得了一系列重要的科研成果，累计共发表高水平SCI论文30篇，分别发表于Nature, Nature Physics, Nature Electronics, Physical Review Letters, Nature Communications, Science Advances等期刊。其中以第一作者或通讯作者发表文章8篇，包括1篇Nature，5篇Physical Review Letters，1篇Physical Review Applied等。

在此项工作中，他们实现的突破盈亏平衡点的量子纠错实验成果对于实现通用可容错的量子计算机具有非常重要的意义。此前，人们开发的传统的量子纠错方案编码一个逻辑量子比特需要多个冗余的物理比特，不但需要巨大的硬件资源开销，发生错误的通道数也会随着比特数的增加而显著增多，往往会呈现出“越纠越错”的尴尬局面。目前国际上展示的基于这种方案的量子纠错演示实验都没有完全解决量子纠错过程中“越纠越错”的问题，因此也无法延长量子信息的存储时间超越该系统不纠错情况下的最好值，也就是无法突破盈亏平衡点。这也成为当前量子纠错技术实用化可扩展发展的核心瓶颈。

为攻克上述难题，徐源团队利用微波简谐振子或玻色模式系统中的无穷维希尔伯特空间实现量子信息的冗余编码与量子纠错。通过开发高相干性能的量子系统，设计和实现低错误率的错误症状探测方法，以及改进和优化量子纠错技术等实验手段，最终在玻色模式中实现了基于离散变量的二项式编码的逻辑量子比特，并通过实时重复的量子纠错过程，延长了量子信息的存储时间，相关结果首次超过该系统中不纠错情况下的最好值，也就是突破了盈亏平衡点。这也是国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点，具有里程碑式的重要意义。

西安交通大学物理学专业2009年首批进入“教育部基础学科拔尖人才培养试验计划”，当年开始招收物理试验班学生，目前累计招收14届学生，总人数超过600人，截止2023年共毕业11届学生共379人。与10余所国际一流大学和科研机构签订联合培养协议。毕业生深造率超过90%，全部进入麻省理工学院、哈佛大学、普林斯顿大学、加州大学伯克利分校以及清华、北大、中科大等国内外一流高校或研究机构深造。2018年，教育部拔尖计划十周年评估中，学院并列全国第五，2020年，物理学科首批进入“拔尖计划2.0”。物理试验班的人才培养聚焦国家重大需求中的物理问题，形成“理工交融、潜心基础、永攀高峰”的拔尖人才培养特色，同时，构建实践培养体系，开展多样化、多层次的科研训练，为提高学生综合素养和学术创新能力打下坚实的基础。多名毕业生进入诺奖、国际重大科学计划团队，在专业领域崭露头角。11届毕业生先后在Nature、Science、PRL等顶级期刊发表论文110余篇。