多种纠错技能“护驾”量子筹算
· 2026-08-06 14:35:28
科技日报记者 刘霞
当然量子筹算机局限的纠错技研究盼看行进神速 ，但量子筹算机的量筹“性格”仍不晃荡，随便犯错，护驾还没有法投进理论独霸 。多种为此 ，纠错技包含谷歌和IBM等在内的量筹浩瀚公司竞相斥地量子纠错技能，旨在为幻想下场完成晃荡刚毅的护驾量子筹算琐细奠定根本 。
他们掉落踪掉落踪的多种一系列打破性下场，正将量子纠错技能推向新高度 。纠错技这些下场不单彰显了量子纠错技能的量筹宏除夜潜力 ，也拓宽了量子筹算的护驾鸿沟 。正如英国剑桥除夜学科学家杰米·维卡里10月1日领受英国《新科学家》周刊网站采访时所言 ：俄然间 ，多种真正有效的纠错技量子筹算设备竟如斯“近在海角” 。
量子纠错技能应运而生
传兼顾算机独霸“比特”措信赖息 ，每个比特只能代表0或1 。而量子筹算机的根本信息措置单位为“量子比特” ，它们可以同时处于0和1的“叠加态”。这类特点使量子筹算功用比传兼顾算机更快措置某些义务 。
此前数年 ，量子筹算机公司除夜多寻求“以除夜为美” ：不竭添加琐细内量子比特的数量 ，以期打造出更壮除夜的量子筹算设备 。但量子比特极端敏感 ，随便遭到气候噪声的影响 ，从而展示偏向。
如今 ，全国上最进步先辈的量子筹算机在奉行量子运算时 ，最多只能贯穿连接几百次无偏向独霸 。可是 ，为了完成真实的量子优势——即量子设备能做到深化设备做不到的工作，这一数字必须爬升至百万次 ，甚至数万亿次。有科学家估计，要奉行一个除夜局限具有实意图义的量子算法 ，大年夜大年夜约需求将量子比特的犯错率独霸在1×10-10以下 。
《电子工程时报》欧洲分部本年5月宣布的一篇文章也指出，现有量子筹算机但凡每举办一百次筹算就会展示一次偏向 ，即偏向率为10-2 ，远未抵达往后经典筹算机所完成的10-18。
极高的易错性 ，成为量子筹算完成其巨除夜愿景的最除夜“拦路虎” ，量子纠错技能应运而生 。
逻辑量子比特纠错终局初显
多家公司纷纷将寄看力投向逻辑量子比特 。逻辑量子比特由物理量子比特经由过程量子纠缠邻接而成 ，它经由过程将不异数据存储在不合中心来减多量子筹算机的偏向 。
本年8月 ，谷歌科学家宣布论文称，经由过程向筹算机中添加更多物理量子比特来构建逻辑量子比特时 ，偏向不会像滚雪球般变得没法独霸 ，而是在抵达某个阈值后 ，跟着琐细的扩除夜而促进。
研究团队诠释称 ，个中的事理是将信息分袂在一组量子比特中 ，即便个中一个量子比特展示偏向 ，此外的物理量子比特还是可以供给充分的信息 ，担保筹算下场的切确性 。这一下场为将来完成除夜局限容错量子筹算奠定了波动的根本 。
不过 ，英国帝国理工学院的罗伯托·邦代桑指出 ，谷歌的工作真实不触及真实的量子筹算 ，但这些量子比特可以作为存储器独霸 。
外埠时分9月10日 ，微软公司也传出消息 。据其官网报导 ，该公司与量子筹算公司Quantinuum成功纠缠了12个逻辑量子比特，并创作创作创造了有史以来最高的筹算保真度 。研究团队还独霸逻辑量子比特连络人工智能和云端高功用筹算 ，展示了首个端到端化学模仿 ，措置了理论化学艰苦 。
微软团队诠释称，新打破得益于两个关头要素 ：作为硬件的H2离子阱量子筹算机 ，和作为软件的Azure Quantum量子比特虚构化平台 。微软的量子筹算机采取一系列磁捕获的带电粒子 ，而非谷歌公司所独霸的超导线 。这使它可以采取一种出格的量子纠错技能来呵护量子信息——该技能将物理量子比特列举成一个四维超立方体若干很多若干筹划 ，从而呵护逻辑量子 。
邦代桑朴实，从事理下往讲，这类编制可以独霸更少的物理量子比特来编码更多的逻辑量子比特 ，是以屈就大年夜大年夜约更高 。
与此同时 ，微软还宣布与原子筹算公司联手打造全国上最壮除夜的筹算机，下一步力争完成1000个高功用逻辑量子比特 。
此外 ，旧年尾，来自美国哈佛除夜学、QuEra等的科学家 ，在《天然》杂志刊***文 ，展示了他们用中性原子琐细研发的48个逻辑量子比特的量子筹算原型机 ，并展示了对这些逻辑量子比特的逻辑独霸 。
玻色编码纠错成新宠
除构建逻辑量子比特外，也有科学家另辟路途，斥地其他量子纠错技能。
据《新科学家》周刊网站报导 ，美国耶鲁除夜学的本杰明·布罗克及其同事 ，测试了一种名为玻色编码的纠错技能 。这一编制奇妙地将偏向分布在量子筹算机的振动上 。该琐细独霸了可以取更多值的“高维量子比特”，是以在幻想上具有更壮除夜的纠错身手 。
紧接着 ，本年9月 ，亚马逊量子筹算团队展示了此外一种名为“局限量子比特”的玻色编码技能 。与谷歌的研究下场近似 ，其偏向会跟着琐细的扩除夜而促进 。
英国伦敦除夜学学院的丹·布朗展示 ，谷歌和微软的编制更侧重于主流的 、基于量子比特的量子筹算；而耶鲁和亚马逊研究团队引进的玻色编码则更别致 ，且更具试探性。
此前 ，谷歌和IBM公司曾撒播宣传 ，合用的容错量子筹算机最早于2029年面世 。可是 ，布朗等人也指出 ，无缺容错的琐细大年夜大年夜约仍远不成及，需求科学家们凹凸求索 。
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