比谷歌时间更为高效,我国量子纠错达关节里程碑
完毕容错通用量子推断机的必要条款是通过量子纠错扼制量子比特的演叨率以餍足大鸿沟集成的要求。
自如日报记者从中国科学时间大学获悉,潘建伟、朱晓波、彭承志和陈福升等东谈主,基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的名义码上完毕了低于纠错阈值的量子纠错,演示了逻辑演叨率随码距增多而权臣着落。这一后果使得我国达到了“低于阈值,越纠越对”的关节里程碑,同期也开辟了一条较好意思国谷歌公司更为高效的“全微波完毕”新旅途,为将来大鸿沟容错量子推断奠定关节时间基础。12 月 22 日,该后果以封面论文和“裁剪推选”的体式发表于《物理磋议快报》,好意思国物理学会《物理》栏目进行专题报谈。
【全国量子纠错究诘的焦点】
名义码是现在最纯熟的量子纠错决策之一。通过名义码将多个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特,旨趣上跟着物理比特数量(即码距)的增多,逻辑比特的演叨率无意延续裁减。
然则,量子纠错需要引入无数特别的量子比特和量子门操作,导致更多的噪声源和演叨通谈。如若物理量子比特的原始演叨率过高,增大纠错码距带来的特别演叨反而会归并纠错带来的收益,导致“越纠越错”。在系数演叨类型中,“暴露演叨”尤为致命——量子比特会脱离预定的推断能级,干涉无法通过名义码径直革命的无效气象。跟着系统鸿沟的扩大,暴露演叨的积聚效应将成为抨击纠错性能晋升的主要瓶颈。
因此,全国量子纠错究诘的焦点在于延续裁减物理比特的各样演叨水平,颠倒是扼制暴露演叨,使系统的全体操控精度冲破一个严苛的“纠错阈值”。惟有越过这一阈值,量子纠错智商产生正向净收益,完毕“越纠越对”的理念念效果。完毕“低于阈值”的量子纠错,因而成为斟洽商子推断系统能否从执行室原型走向实用化的关节分水岭。
【低于阈值,越纠越对】
中国科大超导量子推断究诘团队在海外上较早布局名义码量子纠错究诘。2022年,究诘团队基于“祖冲之2号”超导量子处理器领先完毕了码距为3的名义码逻辑量子比特,初次考据了名义码决策的可行性。2023年,谷歌完毕了码距为5的名义码纠错。受限于那时较高的物理量子比特各样演叨水平,以上职责王人未能着实冲破纠错阈值。
2025年2月,谷歌团队愚弄其“垂柳”处理器,迷惑了一种基于直流脉冲的量子态暴露扼制范例,在码距为7的名义码上完毕了低于阈值的逻辑比特。然则,该时间道路对量子处理器的芯片架构(如比特间邻接方法)施加了较多敛迹。同期,跟着量子比特数推广,这种决策在极低温环境下需要复杂的布线,硬件资源支出极大。
2025年底,中国科大团队基于107比特“祖冲之3.2号”量子处理器,建议并到手实行了一种全新的“全微波量子态暴露扼制架构”。在“祖冲之3.2号”处理器自己具备的高精度单双比特门操作、长关系时期等优异性能基础上,究诘团队聚积全微波量子态暴露扼制架构,完毕了码距为7的名义码逻辑比特。执行完毕显露,逻辑演叨率随码距增多权臣着落,演叨扼制因子达到1.4,解说了系统已职责在纠错阈值之下,到手达到了“越纠越对”的主义。同期,全微波量子态暴露扼制架构具有自然的频分复用特质,在硬件遵循和推广性上较谷歌的时间道路具有权臣上风,为将来构建百万比特级量子推断机提供了一种更具上风的处分决策。
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