量子計算機和經(jīng)典計算機一樣，很容易出現(xiàn)由底層物理系統(tǒng)“噪聲”引起的錯誤。
一種解決辦法是在計算機操作中加入一種能在錯誤出現(xiàn)的時候發(fā)現(xiàn)并糾正這些錯誤的方法。
一種量子糾錯方法使用量子糾錯碼，通過將多個量子比特(量子信息的單位，對應經(jīng)典計算機的比特)當作一個邏輯量子比特，從而在不破壞邏輯量子比特中存儲信息的情況下，發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤。為了實現(xiàn)量子計算的潛力，邏輯錯誤率必須保持在很低的水平。
作者報道稱，谷歌AI設計的量子處理器“懸鈴木”實現(xiàn)了錯誤抑制的指數(shù)增長。該實驗演示或為可擴展容錯量子計算機的開發(fā)鋪平了道路。
他們研究了懸鈴木處理器的量子糾錯能力，懸鈴木包含一個54超導量子比特的二維陣列。他們運行了兩種量子糾錯碼：一種是最多由21個量子比特組成的一維鏈重復碼，用來測試錯誤抑制能力;另一種是由7個量子比特組成的二維表面碼，作為與更大碼的設置相容性的原理驗證實驗。
作者的研究表明，將重復碼的量子比特數(shù)量從5個提高到21個，對邏輯錯誤的抑制實現(xiàn)了最多100倍的指數(shù)增長。這種錯誤抑制能力在50次糾錯實驗中均表現(xiàn)穩(wěn)定。
這些結(jié)果之所以令人振奮，是因為它們表明量子糾錯可以成功將錯誤率控制在一定范圍內(nèi)。雖然這一錯誤率還沒達到實現(xiàn)量子計算機潛力的閾值，但研究結(jié)果表明，懸鈴木架構(gòu)或已逼近這一閾值。
