糾錯(cuò)是任何量子計(jì)算技術(shù)都必須解決的問題。

2月22日，谷歌宣布，在量子計(jì)算機(jī)的糾錯(cuò)方面取得了突破，這一研究結(jié)果已發(fā)表在英國《自然》雜志上，這標(biāo)志著人類在解決量子計(jì)算最大技術(shù)障礙方面邁出了意義重大的一步。

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。糾正由此引起的錯(cuò)誤，是業(yè)界面臨的最艱巨的技術(shù)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時(shí)間，來完成一項(xiàng)計(jì)算。

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，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“我們在開發(fā)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的過程中的一個(gè)重要里程碑”。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)。

谷歌的研究人員表示，對這一最新突破持“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)，仍有一定的可能無法發(fā)揮作用。

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參考論文：

https://www.nature.com/articles/d41586-023-00536-w

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