多种纠错技艺“护驾”量子筹算
IBM公司的量子筹算机展示模子。图片开端：英国《新科学家》杂志网站
尽管量子筹算机领域的磋议发达突飞大进，但量子筹算机的“秉性”仍不安详，容易出错，尚无法干涉内容诳骗。为此，包括谷歌和IBM等在内的繁多公司竞相开拓量子纠错技艺，旨在为最终完满安详可靠的量子筹算系统奠定基础。
他们获取的一系列冲破性后果，正将量子纠错技艺推向新高度。这些后果不仅彰显了量子纠错技艺的深刻后劲，也拓宽了量子筹算的鸿沟。正如英国剑桥大学科学家杰米·维卡里10月1日接受英国《新科学家》周刊网站采访时所言：倏得间，信得过有效的量子筹算诞生竟如斯“近在目下”。
量子纠错技艺应时而生
传统筹算机使用“比特”处理信息，每个比特只可代表0或1。而量子筹算机的基本信息处理单位为“量子比特”，它们不错同期处于0和1的“重复态”。这种特质使量子筹算机能比传统筹算机更快处理某些任务。
此前数年，量子筹算机公司大多追求“以大为好意思”：按捺增多系统内量子比特的数目，以期打造出更刚劲的量子筹算诞生。但量子比特极其敏锐，容易受到环境噪声的影响，从而出现失实。
当今，寰宇上起初进的量子筹算机在实行量子运算时，最多只可督察几百次无舛讹操作。但是，为了完满信得过的量子上风——即量子诞生能作念到昔日诞生作念不到的事情，这一数字必须攀升至百万次，甚而数万亿次。有科学家意象，要实行一个大规模具有实宅心思的量子算法，可能需要将量子比特的出错率终结在1×10-10以下。
《电子工程时报》欧洲分部本年5月发表的一篇著述也指出，现存量子筹算机络续每进行一百次筹算就会出现一次失实，即失实率为10-2，远未达到现时经典筹算机所完满的10-18。
极高的易错性，成为量子筹算完满其伟大愿景的最大“拦路虎”，量子纠错技艺应时而生。
逻辑量子比特纠错效果初显
多家公司纷纷将重宗旨投向逻辑量子比特。逻辑量子比特由物理量子比特通过量子纠缠衔接而成，它通过将疏浚数据存储在不同所在来减极少子筹算机的失实。
本年8月，谷歌科学家发表论文称，通过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，失实不会像滚雪球般变得无法终结，而是在达到某个阈值后，跟着系统的扩大而减少。
磋议团队诠释称，其中的旨趣是将信息分辩在一组量子比特中，即便其中一个量子比了得现失实，另外的物理量子比特仍然不错提供有余的信息，保证筹算终结的准确性。这一终结为将来完满大规模容错量子筹算奠定了坚实的基础。
不外，英国帝国理工学院的罗伯托·邦代桑指出，谷歌的责任并不触及信得过的量子筹算，但这些量子比特不错动作存储器使用。
当地时刻9月10日，微软公司也传出讯息。据其官网报说念，该公司与量子筹算公司Quantinuum收效纠缠了12个逻辑量子比特，并创造了有史以来最高的筹算保真度。磋议团队还使用逻辑量子比特聚会东说念主工智能以及云霄高性能筹算，展示了首个端到端化学模拟，搞定了内容化膏火事。
微软团队诠释称，新冲破收货于两个关键身分：动作硬件的H2离子阱量子筹算机，以及动作软件的Azure Quantum量子比特编造化平台。微软的量子筹算机经受一系列磁拿获的带电粒子，而非谷歌公司所使用的超导线。这使它大致经受一种极端的量子纠错技艺来保护量子信息——该技艺将物理量子比特成列成一个四维超立方体几何结构，从而保护逻辑量子。
邦代桑强调，从旨趣上来讲，这种措施大致使用更少的物理量子比特来编码更多的逻辑量子比特，因此服从可能更高。
与此同期，微软还晓示与原子筹算公司联手打造寰宇上最刚劲的筹算机，下一步力务完满1000个高性能逻辑量子比特。
此外，客岁底，来自好意思国哈佛大学、QuEra等的科学家，在《当然》杂志刊发论文，展示了他们用中性原子体系研发的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操作。
玻色编码纠错成新宠
除构建逻辑量子比特外，也有科学家别有肺肠，开拓其他量子纠错技艺。
据《新科学家》周刊网站报说念，好意思国耶鲁大学的本杰明·布罗克很是共事，测试了一种名为玻色编码的纠错技艺。这一措施玄机地将失实散播在量子筹算机的振动上。该系统使用了不错取更多值的“高维量子比特”，因此在表面上具有更刚劲的纠错武艺。
紧接着，本年9月，亚马逊量子筹算团队展示了另一种名为“规模量子比特”的玻色编码技艺。与谷歌的磋议终结相同，其失实会跟着系统的扩大而减少。
英国伦敦大学学院的丹·布朗暗示，谷歌和微软的措施更侧重于主流的、基于量子比特的量子筹算；而耶鲁和亚马逊磋议团队引入的玻色编码则更新颖，且更具探索性。
此前，谷歌和IBM公司曾宣称，实用的容错量子筹算机最早于2029年面世。但是，布朗等东说念主也指出，彻底容错的系统可能仍猴年马月，需要科学家们凹凸求索。（记者 刘 霞）