量子计算新突破：错误率降低，算法潜力提升？
2024-06-24 04:46:52
英国《自然》杂志最新报道，谷歌的科学家们在量子计算领域取得了重大进展，他们提升了量子计算机的纠错能力，展示了一个令人振奋的现象：随着纠错系统的扩展，错误率反而显著下降。这一成果不仅推动了可扩展量子纠错技术的发展，也为量子计算机以更低的错误率运行有效量子算法铺平了道路。
量子计算机在运行过程中，同样会受到物理系统“噪音”或干扰的影响，导致计算错误。要充分发挥其潜力，降低错误率是关键。一种有效的纠错策略是利用“纠错码”，通过将多个物理量子位（量子信息的基本单位，类似于经典计算机中的比特）组合成一个逻辑量子位来实现。这种表面码逻辑量子位能够检测并纠正错误，同时保持信息的完整性。然而，扩大这种系统意味着需要操作更多的量子位，这可能会引入更多的逻辑错误。
谷歌的“量子人工智能”团队，由哈姆特·耐文领导，成功展示了一种逻辑量子位表面码，它能够在系统规模扩大的同时降低错误率。他们构建了一个包含72个量子位的超导量子处理器，并测试了两种不同的表面码：一种是较大、基于49个物理量子位的distance-5逻辑量子位；另一种是较小、基于17个物理量子位的distance-3逻辑量子位。结果显示，较大的表面码在逻辑量子位性能上表现更佳，每周期的错误率为2.914%，而较小的表面码错误率为3.028%。
尽管研究团队指出，为了实现有效计算所需的逻辑错误率，还需要进一步的研究，但这项工作无疑为量子算法的未来发展奠定了基础，展示了量子计算技术的巨大潜力。