三木SEO-多种纠错技术“护驾”量子计算丨科技创新世界潮

IBM公司的量子计较机展示模子。图片来历：英国《新科学家》杂志网站

只管量子计较机范畴的研究进展突飞大进，但量子计较机的“脾气”仍不不变，轻易堕落，尚没法投入现实运用。为此，包括google及IBM等于内的浩繁公司竞相开发量子纠错技能，旨于为终极实现不变靠得住的量子计较体系奠基基础。

他们取患上的一系列冲破性结果，正将量子纠错技能推向新高度。这些结果不仅彰显了量子纠错技能的巨年夜潜力，也拓宽了量子计较的界限。正如英国剑桥年夜学科学家杰米·维卡里10月1日接管英国《新科学家》周刊网站采访时所言：忽然间，真正有效的量子计较装备竟云云“近于咫尺”。

量子纠错技能应运而生

传统计较机利用“比特”处置惩罚信息，每一个比特只能代表0或者1。而量子计较机的基本信息处置惩罚单位为“量子比特”，它们可以同时处在0及1的“叠加态”。这类特征使量子计较性能比传统计较机更快处置惩罚某些使命。

此前数年，量子计较机公司年夜多寻求“以年夜为美”：不停增长体系内量子比特的数目，以期打造出更强盛的量子计较装备。但量子比特极为敏感，轻易遭到情况噪声的影响，从而呈现过错。

今朝，世界上开始进的量子计较机于履行量子运算时，至多只能维持几百次无偏差操作。然而，为了实现真实的量子上风——即量子装备能做到平凡装备做不到的工作，这一数字必需爬升至百万次，甚至数万亿次。有科学家预计，要履行一个年夜范围具备实意图义的量子算法，可能需要将量子比特的堕落率节制于1×10-10如下。

《电子工程时报》欧洲分部本年5月发表的一篇文章也指出，现有量子计较机三木SEO-凡是每一举行一百次计较就会呈现一次过错，即过错率为10-2，远未到达当前经典计较机所实现的10-18。

极高的易错性，成为量子计较实现其伟年夜愿景的最年夜“拦路虎”，量子纠错技能应运而生。

逻辑量子比特纠错效果初显

多家公司纷纷将留意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毗连而成，它经由过程将不异数据存储于差别处所来削减量子计较机的过错。

本年8月，google科学家发表论文称，经由过程向计较机中添加更多物理量子比特来构建逻辑量子比特时，过错不会像滚雪球般变患上没法节制，而是于到达某个阈值后，跟着体系的扩展而削减。

研究团队注释称，此中的道理是将信息分离于一组量子比特中，即便此中一个量子比彪炳现过错，别的的物理量子比特仍旧可以提供充足的信息，包管计较成果的正确性。这一成果为将来实现年夜范围容错量子计较奠基了坚实的基础。

不外，英国帝国理工学院的罗伯托·邦代桑指出，google的事情其实不触及真实的量子计较，但这些量子比特可以作为存储器利用。

本地时间9月10日，微软公司也传出动静。据其官网报导，该公司与量子计较公司Quantinuum乐成纠缠了12个逻辑量子比特，并创造了有史以来最高的计较保真度。研究团队还有利用逻辑量子比特联合人工智能以和云端高机能计较，展示了首个端到端化学模仿，解决了现实化学难题。

微软团队注释称，新冲破患上益在两个要害要素：作为硬件的H2离子阱量子计较机，以和作为软件的Azure Quantum量子比特虚拟化平台。微软的量子计较机采用一系列磁捕捉的带电粒子，而非google公司所利用的超导线。这使它可以或许采用一种非凡的量子纠错技能来掩护量子信息——该技能将物理量子比特摆列成一个四维超立方体几何布局，从而掩护逻辑量子。

邦代桑夸大，从道理上来说，这类要领可以或许利用更少的物理量子比特来编码更多的逻辑量子比特，是以效率可能更高。

与此同时，微软还有公布与原子计较公司联手打造世界上最强盛的计较机，下一步力图实现1000个高机能逻辑量子比特。

此外，去年末，来自美国哈佛年夜学、QuEra等的科学家，于《天然》杂志刊发论文，展示了他们用中性原子系统研发的48个逻辑量子比特的量子计较原型机，并展示了对于这些逻辑量子比特的逻辑操作。

玻色编码纠错成新宠

除了构建逻辑量子比特外，也有科学家另辟蹊径，开发其他量子纠错技能。

据《新科学家》周刊网站报导，美国耶鲁年夜学的本杰明·布罗克和其同事，测试了一种名为玻色编码的纠错技能。这一要领巧妙地将过错漫衍于量子计较机的振动上。该体系利用了可以取更多值的“高维量子比特”，是以于理论上具备更强盛的纠错能力。

紧接着，本年9月，亚马逊量子计较团队展示了另外一种名为“领域量子比特”的玻色编码技能。与google的研究成果近似，其过错会跟着体系的扩展而削减。

英国伦敦年夜学学院的丹·布朗暗示，google及微软的要领更偏重在主流的、基在量子比特的量子计较；而耶鲁及亚马逊研究团队引入的玻色编码则更新奇，且更具摸索性。

此前，google及IBM公司曾经声称，实用的容错量子计较机最早在2029年面世。然而，布朗等人也指出，彻底容错的体系可能仍遥不成和，需要科学家们上下求索。

（文章来历：科技日报）

科技日报 2025.04.01