北(běi)京時間 2 月 23 日早間消息，據報道，根據最新發表在《自然》雜(zá)志(zhì)上的文章，谷歌宣布，在糾正當前量子計算機的固有錯誤方面取得突破。這标志(zhì)着，人類在解決量子計算最大(dà)技術障礙方面邁出了早期但可能意義重大(dà)的一(yī)步。

▲ 圖源 IT之家

谷歌量子計算項目負責人哈特穆特・奈文（Hartmut Neven）表示，這一(yī)新發現标志(zhì)着“我(wǒ)們在開(kāi)發實用量子計算機的過程中(zhōng)的一(yī)個重要裏程碑”，而糾錯是“任何量子計算技術都必須解決的問題”。

由于量子比特隻能保持量子态極短的時間，因此目前的量子計算機很難産生(shēng)有用的結果。這意味着，在量子計算機完成計算之前，量子系統中(zhōng)編碼的信息就會丢失。因此，找到一(yī)種方式糾正随之而來的錯誤是量子計算技術面臨的最大(dà)挑戰。

一(yī)些量子計算創業公司認爲，短期内解決這個問題的辦法是探索新方式，對目前的“噪聲機器”進行編程，但這種做法意味着，量子計算機相比于傳統計算機的性能提升有限。此外(wài)到目前爲止，這方面的努力尚未取得實際效果。這也使得越來越多的人認爲，在糾錯問題得到更全面的解決之前，量子計算不具有實用性。

谷歌的研究人員(yuán)表示，已經找到一(yī)種方法，将量子計算機中(zhōng)正在處理的信息分(fēn)散到多個量子比特上。這意味着，即便單個量子比特脫離(lí)了量子态，但作爲一(yī)個整體(tǐ)的系統可以保存足夠多的信息足夠長時間，來完成一(yī)項計算。

根據發表在《自然》雜(zá)志(zhì)上的文章，随着谷歌擴大(dà)技術的應用規模，使其在更大(dà)的量子系統上運行，錯誤率僅降低了 4%。但研究人員(yuán)指出，這是人類首次實現，擴大(dà)量子計算機的規模沒有導緻錯誤率上升。奈文表示，這表明谷歌已經突破了“平衡點”。在此之後，進一(yī)步的發展将實現穩定的性能提升，最終帶來第一(yī)台可以實際使用的量子計算機。

谷歌研究員(yuán)朱利安・凱利（Julian Kelly）說，此次的突破來自于谷歌對量子計算機所有組件的優化，涉及量子比特的質量控制、控制軟件，以及用于将計算機冷卻至接近絕對零度的低溫設備。這些優化将錯誤的數量減少到了足夠低，使得擴大(dà)系統規模不會導緻錯誤率呈現指數級上升。

谷歌将這一(yī)突破描述爲建造實用量子計算機所需完成的 6 個步驟中(zhōng)的第二步。下(xià)一(yī)步包括完善量子計算機的工(gōng)程設計，以便隻需要 1000 個量子比特就可以實現所謂的“邏輯量子比特”。邏輯量子比特建立在物(wù)理量子比特之上，可以實現無差錯的運行。奈文表示，谷歌相信，隻要能找到如何構建 1000 個邏輯量子比特并将其連接至單個系統的方法，就可以獲得一(yī)台可實用的量子計算機。

谷歌關于量子計算的研究以往曾引發争議。2019 年，谷歌發表在《自然》雜(zá)志(zhì)的一(yī)篇文章稱，已經實現了“量子霸權”，即讓量子計算機完成傳統計算機無法完成的計算。然而，這一(yī)說法遭到了 IBM 和其他公司的挑戰。随着新編程技術的發展，傳統計算機性能的提升，量子計算實現“量子霸權”的時間也在被推遲。

在本周發表的文章中(zhōng)，谷歌的研究人員(yuán)表示，對這一(yī)最新突破持“謹慎”态度。他們表示，在糾錯技術未來應用至更大(dà)規模的量子系統時，仍有一(yī)定的可能無法發揮作用。

本文來源：IT之家

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