中國科學技術(shù)大學微尺度物質(zhì)科學國家實驗室潘建偉及其同事陳宇翱、劉乃樂等，與澳大利亞、加拿大科學家合作，在世界上首次成功實現(xiàn)了拓撲量子糾錯，為將來實現(xiàn)真正的量子計算打下了堅實的基礎(chǔ)。量子計算機由于其超越經(jīng)典計算機極限的強大并行運算能力，成為科學家們夢寐以求的目標。量子計算機不可避免地與環(huán)境耦合而產(chǎn)生的各種噪聲使計算過程產(chǎn)生各種錯誤，這個問題長期困擾著學術(shù)界。國際上以往提出的眾多量子糾錯方案中，一般采用對每一步邏輯操作都進行量子糾錯的方法，要求每一步的錯誤發(fā)生率都不得高于10～5量級，而這么低的容錯率是目前任何實驗手段都無法實現(xiàn)的。

近年來，學術(shù)界提出了拓撲量子糾錯這一全新概念，把量子態(tài)的拓撲性質(zhì)應用于量子糾錯過程中，從而將量子糾錯中可容忍的最高邏輯操作錯誤發(fā)生率提高了3個數(shù)量級，達到10～2量級。這是目前已知擁有最高容錯率的量子計算方案，從而使得可擴展容錯性量子計算在現(xiàn)實條件下成為可能。據(jù)悉，潘建偉團隊經(jīng)過3年研究發(fā)展了一套全新的實驗技術(shù)，將雙光子糾纏的亮度提高了4～5倍，八光子簇態(tài)的總效率至少提高了200倍，僅用80天時間就完成了以前幾乎不可能實現(xiàn)的實驗。同時，研究人員設計了一種特殊的濾除噪聲的八光子干涉儀，成功制造出并觀測到了具有拓撲性質(zhì)的八光子簇態(tài)，并將此簇態(tài)作為量子計算的核心資源，實現(xiàn)了拓撲量子糾錯。實驗結(jié)果顯示,在拓撲量子計算的過程中可以完全糾正出現(xiàn)在任意量子比特上的單比特錯誤，而且，當每個量子比特都以相同的概率發(fā)生錯誤時，受保護的量子關(guān)聯(lián)的有效錯誤率會大大降低。