谷歌宣布在量子计算机纠错技术取得重要突破

醉蝶翔舞

量子计算机朝实用的方向迈进了一大步。
9 K0 L/ X" G& F5 X5 g( e6 F            当地时间2月22日，谷歌宣布，在量子计算机的纠错方面取得了突破，这一研究结果已发表在英国《自然》杂志上。
% u0 M9 W9 Z( j. q, Q& i" z            在多数情况下，量子计算机很容易犯错。这是因为量子比特（量子位）依赖的量子态只能维持不到一秒钟。这意味着，计算机还没来得及完成计算，量子系统中编码的信息就很可能已经丢失了。
8 v2 ~5 v/ M; y1 ?, U) U5 |' @            因此，纠正由此引起的错误，是业界面临的最艰巨的技术挑战。
            在谷歌之前，一些研究人员用一种叫“纠错码”的方法来对机器进行纠错，但这带来的改进十分有限。因为纠错方面迟迟未出现有意义的进展，越来越多人对量子计算机的未来感到悲观。
            谷歌的研究人员表示，他们可以将量子计算机处理的信息通过多个量子比特传播，这意味着，即使单个量子比特脱离了它们的量子态，整个系统依然可以保留足够的信息来完成计算。
1 c5 t9 {$ u( _: s& A) H# j' [            克服这一纠错障碍，标志着量子计算机进入到新的发展阶段。
/ r& Y$ m2 q  G) K            谷歌量子研究负责人Hartmut Neven表示，该研究结果标志着“我们构建实用量子计算机之旅的一个里程碑”。他认为纠错是“任何量子计算技术都必须经历的过程”。
& E5 B# L, c0 @            不过，根据《自然》杂志文章，采用谷歌新纠正方法的量子计算机，出错率仅下降了4%。研究人员解释称，这是第一次增加系统规模没有导致错误率上升，表明谷歌已经找到了一个“平衡点”。
9 |$ ^2 p! B7 Z* ~            谷歌研究人员Julian Kelly表示，在纠错方面取得突破，是因为谷歌对其量子计算机的所有部件进行了改进，从量子比特的质量到控制软件，再到用于将计算机冷却到接近绝对零度的低温设备。
. g* x# {: O& r; [5 P& W" v            Kelly补充说，这已经将错误减少到足够低的水平，因此系统规模增加而出错率没有呈指数级上升。
            谷歌认为，这一突破只是构建实用量子计算机六个步骤中的第二步。下一步涉及完善工程学，这样它只需要1000个量子位就可以创建一个逻辑量子位（一个建立在不完美的物理量子位之上的抽象概念），使系统可以正常工作。
            谷歌表示，一旦它找到了如何构建并将1000个逻辑量子位连接到一个单一系统的方法，它就会造出一台实用的量子计算机。