北京時(shí)間 2 月 23 日早間消息，據(jù)報(bào)道，根據(jù)最新發(fā)表在《自然》雜志上的文章，谷歌宣布，在糾正當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)的固有錯(cuò)誤方面取得突破。這標(biāo)志著，人類在解決量子計(jì)算最大技術(shù)障礙方面邁出了早期但可能意義重大的一步。

谷歌量子計(jì)算項(xiàng)目負(fù)責(zé)人哈特穆特?奈文（Hartmut Neven）表示，這一新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著“我們?cè)陂_發(fā)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的過程中的一個(gè)重要里程碑”，而糾錯(cuò)是“任何量子計(jì)算技術(shù)都必須解決的問題”。

由于量子比特只能保持量子態(tài)極短的時(shí)間，因此目前的量子計(jì)算機(jī)很難產(chǎn)生有用的結(jié)果。這意味著，在量子計(jì)算機(jī)完成計(jì)算之前，量子系統(tǒng)中編碼的信息就會(huì)丟失。因此，找到一種方式糾正隨之而來的錯(cuò)誤是量子計(jì)算技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)。

一些量子計(jì)算創(chuàng)業(yè)公司認(rèn)為，短期內(nèi)解決這個(gè)問題的辦法是探索新方式，對(duì)目前的“噪聲機(jī)器”進(jìn)行編程，但這種做法意味著，量子計(jì)算機(jī)相比于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的性能提升有限。此外到目前為止，這方面的努力尚未取得實(shí)際效果。這也使得越來越多的人認(rèn)為，在糾錯(cuò)問題得到更全面的解決之前，量子計(jì)算不具有實(shí)用性。

谷歌的研究人員表示，已經(jīng)找到一種方法，將量子計(jì)算機(jī)中正在處理的信息分散到多個(gè)量子比特上。這意味著，即便單個(gè)量子比特脫離了量子態(tài)，但作為一個(gè)整體的系統(tǒng)可以保存足夠多的信息足夠長(zhǎng)時(shí)間，來完成一項(xiàng)計(jì)算。

根據(jù)發(fā)表在《自然》雜志上的文章，隨著谷歌擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模，使其在更大的量子系統(tǒng)上運(yùn)行，錯(cuò)誤率僅降低了 4%。但研究人員指出，這是人類首次實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)大量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模沒有導(dǎo)致錯(cuò)誤率上升。奈文表示，這表明谷歌已經(jīng)突破了“平衡點(diǎn)”。在此之后，進(jìn)一步的發(fā)展將實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的性能提升，最終帶來第一臺(tái)可以實(shí)際使用的量子計(jì)算機(jī)。

谷歌研究員朱利安?凱利（Julian Kelly）說，此次的突破來自于谷歌對(duì)量子計(jì)算機(jī)所有組件的優(yōu)化，涉及量子比特的質(zhì)量控制、控制軟件，以及用于將計(jì)算機(jī)冷卻至接近絕對(duì)零度的低溫設(shè)備。這些優(yōu)化將錯(cuò)誤的數(shù)量減少到了足夠低，使得擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模不會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤率呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)上升。

谷歌將這一突破描述為建造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)所需完成的 6 個(gè)步驟中的第二步。下一步包括完善量子計(jì)算機(jī)的工程設(shè)計(jì)，以便只需要 1000 個(gè)量子比特就可以實(shí)現(xiàn)所謂的“邏輯量子比特”。邏輯量子比特建立在物理量子比特之上，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò)的運(yùn)行。奈文表示，谷歌相信，只要能找到如何構(gòu)建 1000 個(gè)邏輯量子比特并將其連接至單個(gè)系統(tǒng)的方法，就可以獲得一臺(tái)可實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)。

谷歌關(guān)于量子計(jì)算的研究以往曾引發(fā)爭(zhēng)議。2019 年，谷歌發(fā)表在《自然》雜志的一篇文章稱，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”，即讓量子計(jì)算機(jī)完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的計(jì)算。然而，這一說法遭到了 IBM 和其他公司的挑戰(zhàn)。隨著新編程技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)性能的提升，量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的時(shí)間也在被推遲。

在本周發(fā)表的文章中，谷歌的研究人員表示，對(duì)這一最新突破持“謹(jǐn)慎”態(tài)度。他們表示，在糾錯(cuò)技術(shù)未來應(yīng)用至更大規(guī)模的量子系統(tǒng)時(shí)，仍有一定的可能無(wú)法發(fā)揮作用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的谷歌宣布在量子计算机纠错技术取得重要突破，研究人员称仍持“谨慎”态度的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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