辽宁
每进行一百万次运算，只出错5次。
这是量子计算机刚刚创下的一项新纪录，也可能是迈向实用化量子计算的重要一步。对于一项长期被批评"雷声大、雨点小"的技术来说，这样的进展格外引人关注。
总部位于美国科罗拉多州的量子计算公司Quantinuum宣布，其"Helios"量子计算机在量子纠错方面取得突破，逻辑保真度达到99.9995%。
Helios是一台拥有98个量子比特的商用离子阱量子计算机。在最新测试中，它每执行一百万次逻辑运算，仅出现5次错误。
需要说明的是，这一成果来自公司发布的论文和新闻稿，尚未见到经同行评议期刊正式发表。
量子计算的"阿喀琉斯之踵"
量子计算机被寄予厚望，被认为有望在药物研发、材料设计、密码学等领域带来革命性突破。但它有一个致命弱点：太"娇气"了。
量子比特对环境极为敏感，热量、杂散电磁信号、振动乃至宇宙射线，都可能干扰它们的状态，导致计算出错。
普通计算机的晶体管出错概率极低，而量子比特出错却是家常便饭。错误一旦累积，复杂计算的结果就会变得毫无意义。
这就像在狂风中搭建一座纸牌屋，任何细微的扰动都可能让一切前功尽弃。
为了解决这个问题，科学家发明了"量子纠错"技术。它的思路是，把许多个容易出错的物理量子比特组合起来，构成一个更加可靠的"逻辑量子比特"。
即便其中某些物理比特出错，系统也能通过冗余信息发现并纠正错误。这有点像重要文件要多存几份备份，哪怕其中一份损坏，也能从其他副本中恢复。
不过，纠错本身也会消耗大量资源。如何用尽可能少的物理比特，换取尽可能可靠的逻辑比特，是整个领域竞相攻克的难题。
错误率骤降十倍
此次突破的数据相当亮眼。
与Quantinuum今年9月创下的纪录相比，新的错误率降低了10倍。
与竞争对手中已公开的最佳结果相比，错误率约低了100倍。此前的最佳结果由谷歌量子人工智能团队报告。
研究还发现，每增加一级"码距"，剩余逻辑错误就会减少12倍。码距可以理解为纠错能力的强度等级。
这种指数级的改善至关重要。它意味着只要继续扩大规模，错误率就有望持续下降，而不是停滞不前。
在量子纠错领域，能否越过这道"门槛"，往往被视为一项技术路线是否可行的关键证据。
换"算法"不换"硬件"
这次突破最引人注目之处，在于它没有更换硬件。
今年9月，Quantinuum曾在同一台Helios上，使用名为"Helix"的方法创下逻辑存储和计算纪录。
而这一次，团队改用了一种名为"色码"的纠错方案。
色码需要更多资源，每个逻辑量子比特最多需要37个物理量子比特，而之前的Helix方法只需要10个。
但换来的是更低的错误率。这说明，通过优化纠错方法，同一台硬件也能实现性能的大幅跃升。
此外，公司还将人工智能解码与实时纠错相结合，进一步提升了效率。
所谓解码，就是根据测量结果快速判断哪里出了错、该如何修正。这一步必须在极短时间内完成，否则错误会不断累积。
测试结果显示，实现实用化容错量子计算所需的物理量子比特数量，可能比此前预想的要少。
离"容错时代"还有多远
Quantinuum首席执行官拉吉夫·哈兹拉表示，这一成果证明了公司已经具备实现通用容错计算所需的纠错架构和离子阱技术。
未参与研究的美国桑迪亚国家实验室量子性能实验室联合主任罗宾·布鲁姆-科胡特评价称，论文展示了量子纠错带来的真实而显著的性能提升，是一个重要里程碑。
他还认为，按此方案扩大规模后，使用不到一百万个物理量子比特，就有可能实现有用的容错计算。
按照规划，Quantinuum计划在2029年前推出通用容错量子计算机"Apollo"。
当然，从实验室里的纪录到真正解决实际问题，量子计算仍需跨越工程规模、稳定性和成本等多重障碍。
离子阱方案以精度高著称，但运算速度相对较慢，规模扩展也面临挑战。这些问题都需要在未来几年里逐一解决。
不同技术路线之间的竞争也在加剧，超导、离子阱、中性原子、光量子等方案各有优势。
但这次的纪录无疑提振了业界信心：量子计算的"容错时代"，或许正在比人们预期的更早敲门。
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
