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新一代量子芯片纠错能力达到实际应用必要条件

发布时间:2024-12-25

来源:科技日报【字号:

这一成功不仅是技术上的杰作,更是对未来的一次大胆预演。

12月10日,《自然》杂志发表了一篇论文,揭示了谷歌最新一代量子芯片“Willow”在纠错能力上的重大突破——首次将错误抑制在一个关键阈值以下。这一成就被视为实现未来量子计算实际应用的关键一步,为大规模容错量子计算的运算要求铺平了道路。

量子计算的潜力巨大,但其脆弱性也一直困扰着科学家。面对这一挑战,量子计算研究人员设计了一种巧妙的解决方案:量子纠错。

量子纠错的概念简单却充满智慧——通过将信息分布到多个量子比特上,系统可以在不破坏计算的情况下识别并补偿错误。然而,这种策略并非没有风险。额外的量子比特可能会引入更多的错误,使得实现“低于阈值”的运算成为一项艰巨的任务。

这个名为“Willow”的最新一代超导量子处理芯片架构,成功实现了低于表面码关键阈值的量子纠错。表面码是一种特定的量子纠错技术,它犹如一张精密编织的安全网,捕捉并修复那些随时可能出现的错误。

研究人员在一个拥有72个量子比特的处理器和另一个拥有105个量子比特的处理器上进行了测试。随着码距从3增加到5再到7,逻辑错误率显著减半。这意味着,“Willow”不仅能在数小时内稳定运行最多100万个周期,同时还能实时解码错误并维持出色的表现。

“Willow”让我们看到了一个新时代的曙光。在这个时代里,量子计算将不仅仅是实验室里的奇迹,而是能够真正改变世界的力量。

(责任编辑:梁春雨)

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