北京
中国科学技术大学研究人员采用新型微波纠错技术，成功跨越关键门槛，首次实现距离为7的表面码逻辑量子比特，证明量子计算机可向规模化发展。这是继谷歌之后全球第二个实现该目标的团队，且在方案效率与实用性上超越对手。
量子计算机的运算速度有望远超当今最快超级计算机。其突破在于采用可同时存储0和1叠加态的量子比特，使计算能力呈指数级提升。但量子计算的主要障碍在于运算过程中易产生错误，科学家试图通过硬件、软件或两者结合的纠错技术解决此问题。
某些方案通过增加量子比特数量分散信息，但这同时会增加错误发生的概率。由于增加量子比特存在悖论，科学家聚焦于名为"纠错阈值"的关键临界点——只有当纠错能力超过该阈值时，系统稳定性才能获得实质性提升；反之纠错系统反而会引入更多错误。
中美作为量子计算领跑者，均重点投入表面码这一主流量子纠错方案。2022年，潘建伟团队通过实现距离为3的表面码逻辑量子比特验证了原理可行性；2023年谷歌将距离提升至5；今年初谷歌"柳树"处理器更实现距离为7的表面码逻辑量子比特，证明增加量子比特可指数级降低错误率。
但潘建伟团队指出，谷歌方案需在超低温环境下对芯片设计施加强约束，并采用日益复杂的布线。在最新研究中，潘建伟团队采用全微波调控方案替代硬件控制抑制错误，同样实现距离为7的逻辑量子比特，并获得1.4的错误抑制系数——这意味着扩大纠错规模能有效降低错误率。
尤为重要的是，微波方案大幅降低了对芯片的约束要求。由于微波信号可通过同一导线复用传输，该方案显著减少了硬件开销和布线复杂度，使可扩展量子计算机更具可行性。这项突破表明，未来建造具备数百万量子比特的容错量子计算机成为可能。
相关研究成果已发表于《物理评论快报》。
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