量子計(jì)算機(jī)朝實(shí)用的方向邁進(jìn)了一大步。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月22日，谷歌宣布，在量子計(jì)算機(jī)的糾錯(cuò)方面取得了突破，這一研究結(jié)果已發(fā)表在英國《自然》雜志上。

(資料圖)

在多數(shù)情況下，量子計(jì)算機(jī)很容易犯錯(cuò)。這是因?yàn)榱孔颖忍兀孔游唬┮蕾嚨牧孔討B(tài)只能維持不到一秒鐘。這意味著，計(jì)算機(jī)還沒來得及完成計(jì)算，量子系統(tǒng)中編碼的信息就很可能已經(jīng)丟失了。

因此，糾正由此引起的錯(cuò)誤，是業(yè)界面臨的最艱巨的技術(shù)挑戰(zhàn)。

在谷歌之前，一些研究人員用一種叫“糾錯(cuò)碼”的方法來對機(jī)器進(jìn)行糾錯(cuò)，但這帶來的改進(jìn)十分有限。因?yàn)榧m錯(cuò)方面遲遲未出現(xiàn)有意義的進(jìn)展，越來越多人對量子計(jì)算機(jī)的未來感到悲觀。

谷歌的研究人員表示，他們可以將量子計(jì)算機(jī)處理的信息通過多個(gè)量子比特傳播，這意味著，即使單個(gè)量子比特脫離了它們的量子態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)依然可以保留足夠的信息來完成計(jì)算。

克服這一糾錯(cuò)障礙，標(biāo)志著量子計(jì)算機(jī)進(jìn)入到新的發(fā)展階段。

谷歌量子研究負(fù)責(zé)人Hartmut Neven表示，該研究結(jié)果標(biāo)志著“我們構(gòu)建實(shí)用量子計(jì)算機(jī)之旅的一個(gè)里程碑”。他認(rèn)為糾錯(cuò)是“任何量子計(jì)算技術(shù)都必須經(jīng)歷的過程”。

不過，根據(jù)《自然》雜志文章，采用谷歌新糾正方法的量子計(jì)算機(jī)，出錯(cuò)率僅下降了4%。研究人員解釋稱，這是第一次增加系統(tǒng)規(guī)模沒有導(dǎo)致錯(cuò)誤率上升，表明谷歌已經(jīng)找到了一個(gè)“平衡點(diǎn)”。

谷歌研究人員Julian Kelly表示，在糾錯(cuò)方面取得突破，是因?yàn)楣雀鑼ζ淞孔佑?jì)算機(jī)的所有部件進(jìn)行了改進(jìn)，從量子比特的質(zhì)量到控制軟件，再到用于將計(jì)算機(jī)冷卻到接近絕對零度的低溫設(shè)備。

Kelly補(bǔ)充說，這已經(jīng)將錯(cuò)誤減少到足夠低的水平，因此系統(tǒng)規(guī)模增加而出錯(cuò)率沒有呈指數(shù)級上升。

谷歌認(rèn)為，這一突破只是構(gòu)建實(shí)用量子計(jì)算機(jī)六個(gè)步驟中的第二步。下一步涉及完善工程學(xué)，這樣它只需要1000個(gè)量子位就可以創(chuàng)建一個(gè)邏輯量子位（一個(gè)建立在不完美的物理量子位之上的抽象概念），使系統(tǒng)可以正常工作。

谷歌表示，一旦它找到了如何構(gòu)建并將1000個(gè)邏輯量子位連接到一個(gè)單一系統(tǒng)的方法，它就會造出一臺實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)。

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