刘霞

尽管在量子计算领域的研究进展迅猛，但仍存在一些问题难以解决，比如其“性格”不稳定且出错率高，短期内无法应用到实际生活之中。为此，包括谷歌和IBM等公司都在竞相研发量子纠错技术，以期建立一个能提供稳定运行的量子计算机系统。

一系列取得的突破性成果展示了量子纠错技术的巨大潜力，这将它们推向了新高度。这些成果不仅彰显了量子纠错技术的威力，也为量子计算提供了更为广阔的想象空间。就像英国剑桥大学科学家杰米·维卡里10月1日接受《新科学家》周刊网站采访时所说的那样：突然之间，实用价值如此巨大的量子计算机竟离我们如此之近。

量子纠错技术应运而生

传统的电脑以比特作为基本数据单位，一个比特只能代表0或者1两个状态。然而量子电脑的基本数据处理模块则是量子位，它能够在相同的时间内存在于0和1两者之间，就像一个叠层的叠加体一样，这种特性让量子电脑比传统计算机更快地完成某些任务。

以往几年，在量子计算机研发过程中，“宏大”一直主导着趋势；公司都在追求增加系统中量子比特的数量，并期待能最终构建出最强大的量子计算设备。然而，量子比特极其脆弱，极易受到外界干扰而出现错误。

目前，最先进的超算处理器只能够在运行数百次无误差运算之后便出现故障，并且无法实现真正的量子优势——即能超越传统计算能力的运算功能。要完成一个实用级的量子算法所需的工作量将超过数万亿次之多，为了保证这些工作在无一出错的前提下顺利进行，则其量子比特的出错率必须控制在1×10^-10以下。

欧洲《电子工程时报》在5月份撰文指出现有的量子计算机每进行一百次计算便会出错一次，私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596其概率是万分之一，这个比率远远低于当今经典计算机可以执行的千万亿分之一的概率。

极高错误率成为了实现量子计算机巨大潜能的最大障碍，并引发了一系列关于如何有效降低这类错误的讨论，其中一种新的解决方案即量子纠错技术脱颖而出。

初步显现的量子比特纠错能力

多个机构把关注点转向了逻辑量子比特。这些实体通常使用物理量子比特创建逻辑量子比特，后者可以通过量子纠缠形成来减少量子计算中的错误率。

在8月份的论文中，谷歌的研究者声称，在构建一个包含更多物理量子比特的计算系统时，当这些比特数量增加到某一阈值，系统中的错误会显著减小，并且不再像滚雪球般变得不可控。

研究者解释到：他们采用了这种方法，以确保即使其中某组量子位出现问题，其它物理的量子位也能提供足够多的信息，以保持计算的结果。这一发现为未来的大量错误容错量子计算开辟了道路。

不过，英国帝国理工学院的罗伯托·邦德塞称，谷歌的工作并未真正进行量子计算，但是它们可以把量子位看作是储存单位。

微软公司的官网报道显示该公司与量子计算公司Quantinuum成功纠缠了12个逻辑量子比特，并创造了有史以来最高的计算保真度，研究团队还使用逻辑量子比特结合人工智能以及云端高性能计算，展示了首个端到端的化学模拟，解决了实际化学难题。

微软团队表示，新的突破得益于两个关键要素：作为硬件的H2离子阱量子计算机，并且作为软件的Azure Quantum量子比特虚拟化平台。微软的量子计算采用了一系列磁捕获的带电粒子，而不是谷歌使用超导线的量子计算方法。这使它能够采用一种特殊的技私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596术来保护逻辑量子信息——这是一种将物理量子比特排列成一个四维超立方体几何结构的特殊量子纠错技术，从而保证了这些量子信息不会被物理世界干扰。

邦德森先生强调，实际上这种技术可以从理论上减少所需的物理量子比特数量来存储更多的逻辑量子比特。因此，它可能更为高效。

与此同时 微软还与原子计算公司合作 创建世界上最强的计算机 其目标是在未来 追求拥有1000个高功 能性的逻辑量子比特

此外，上一年底，哈佛大学、QuEra等研究团队在Nature期刊发表了他们的研究成果，他们在实验中演示了用中性的原子构成的48位逻辑量子比特的量子计算机原型机，并展示出了对该类物理量度的逻辑运算。

关于玻色编码的纠错变得很流行

此外，也有一些科学家另辟蹊径，尝试研发不同的量子纠错系统。

《新科学家》周刊网站报道美国耶鲁大学的研究者布罗克及其同事开发出的一种新型技术——玻色编码，可以有效地处理错误数据，并且将这些信息分布在量子计算机中进行存储。该技术采用高维量子比特，理论上具有更强的纠错能力。

接着，在今年的9月里，亚马逊的量子计算研究团队也展示了另一项成果——名为范畴量子比特的技术，这项技术同样采用了玻色编码的方式进行量子计算机的设计和构建，它在处理系统规模更大时也能表现出一定的稳定性。

英国的伦敦大学学院丹·布朗表示谷歌和微软偏向主流量子计算即使用量子比特的技术；而美国的耶鲁和亚马逊的研究小组引入的玻色编码方法较为新颖并更具有探索性。

在先前，谷歌以及IBM声称实用级别的容错式量子计算机有望在未来2029年推出，不过，研究人员布朗却表示，当前的科学水平下实现完全容错式的系统仍为遥不可及的目标。