发布日期:2025-12-25 10:15 点击次数:136
扫尾容错通用量子盘算推算机的必要条目是通过量子纠错阻扰量子比特的失实率以欣喜大限度集成的要求。
安然日报记者从中国科学手艺大学获悉,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的名义码上扫尾了低于纠错阈值的量子纠错,演示了逻辑失实率随码距增多而显贵下跌。这一效果使得我国达到了“低于阈值,越纠越对”的要津里程碑,同期也开辟了一条较好意思国谷歌公司更为高效的“全微波归天”新旅途,为畴前大限度容错量子盘算推算奠定要津手艺基础。12 月 22 日,该效果以封面论文和“裁剪保举”的情势发表于《物理指摘快报》,好意思国物理学会《物理》栏目进行专题报谈。
【众人量子纠错征询的焦点】
名义码是当今最锻真金不怕火的量子纠错有规画之一。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,逻辑比特的失实率冒失束缚裁汰。
但是,量子纠错需要引入多数特地的量子比特和量子门操作,导致更多的噪声源和失实通谈。淌若物理量子比特的原始失实率过高,增大纠错码距带来的特地失实反而会统一纠错带来的收益,导致“越纠越错”。在悉数失实类型中,“袒露失实”尤为致命——量子比特会脱离预定的盘算推算能级,干与无法通过名义码平直改换的无效情状。跟着系统限度的扩大,袒露失实的积聚效应将成为轻松纠错性能提高的主要瓶颈。
因此,众人量子纠错征询的焦点在于束缚裁汰物理比特的千般失实水平,越过是阻扰袒露失实,使系统的全体操控精度冲破一个严苛的“纠错阈值”。只消跳跃这一阈值,量子纠错才能产生正向净收益,扫尾“越纠越对”的理念念效果。扫尾“低于阈值”的量子纠错,因而成为估计量子盘算推算系统能否从执行室原型走向实用化的要津分水岭。
【低于阈值,越纠越对】
中国科大超导量子盘算推算征询团队在国外上较早布局名义码量子纠错征询。2022年,征询团队基于“祖冲之2号”超导量子处理器当先扫尾了码距为3的名义码逻辑量子比特,初次考据了名义码有规画的可行性。2023年,谷歌扫尾了码距为5的名义码纠错。受限于其时较高的物理量子比特千般失实水平,以上责任王人未能委果冲破纠错阈值。
2025年2月,谷歌团队诈欺其“垂柳”处理器,开辟了一种基于直流脉冲的量子态袒露阻扰程序,在码距为7的名义码上扫尾了低于阈值的逻辑比特。但是,该手艺阶梯对量子处理器的芯片架构(如比特间连结情势)施加了较多禁止。同期,跟着量子比特数扩张,这种有规画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,忽视并告捷引申了一种全新的“全微波量子态袒露阻扰架构”。在“祖冲之3.2号”处理器自身具备的高精度单双比特门操作、长有关时代等优异性能基础上,征询团队荟萃全微波量子态袒露阻扰架构,扫尾了码距为7的名义码逻辑比特。执行驱散浮现,逻辑失实率随码距增多显贵下跌,失实阻扰因子达到1.4,解释了系统已责任在纠错阈值之下,告捷达到了“越纠越对”的规画。同期,全微波量子态袒露阻扰架构具有自然的频分复用特质,在硬件服从和扩张性上较谷歌的手艺阶梯具有显贵上风,为畴前构建百万比特级量子盘算推算机提供了一种更具上风的惩处有规画。
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