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美國公司研究人員在新一期英國《自然》雜志發(fā)表論文說，首次通過實(shí)驗(yàn)證明可以通過增加量子比特的數(shù)量來降低計算錯誤率。這個“量子糾錯”方面的成就，是谷歌2019年宣布成功演示“量子霸權(quán)”后，在其量子計算路線圖上達(dá)到的第二個關(guān)鍵里程碑。

“量子糾錯”方案為量子計算機(jī)解決問題

對于普通計算機(jī)來說，芯片存儲信息的單位是比特，會將一些信息復(fù)制到冗余的“糾錯”比特中。如果因宇宙射線擾亂電路等意外而發(fā)生錯誤時，芯片可以在“糾錯”比特的幫助下發(fā)現(xiàn)問題并修復(fù)。

但“在量子信息領(lǐng)域，我們無法做到這一點(diǎn)”，谷歌量子硬件主管朱利安·凱莉說。量子計算機(jī)存儲信息的單位是量子比特，因其可以同時處于0和1的疊加態(tài)等量子特性，它可以帶來更快的計算速度，但一個量子比特的信息不能像普通計算機(jī)糾錯機(jī)制那樣簡單地復(fù)制到冗余量子比特上。因此，如何糾正可能出現(xiàn)的錯誤成為量子計算機(jī)需要解決的問題。

科研人員為此提出了“量子糾錯”方案，即將一些物理上的量子比特組合起來，當(dāng)作一個邏輯上的量子比特，然后可以使用一些物理量子比特來檢查邏輯量子比特的“健康”狀況，并糾正錯誤。

谷歌團(tuán)隊在最新論文中報告了2種不同大小的邏輯量子比特。其中一個使用17個量子比特，一次能夠從一個錯誤中恢復(fù)；另一個較大版本使用49個量子比特，可以從兩個同時發(fā)生的錯誤中恢復(fù)，并且性能略好于前一個版本。

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