新浪科技今日(2月23日)新闻报道,根据《自然》杂志刊登的最新文章,谷歌宣布在纠正当前量子计算机固有错误方面取得突破。这标志着人类在解决量子计算最大的技术障碍方面迈出了初期的重要一步。
谷歌量子计算项目负责人哈特姆·托内文(HartmutNeven)表示,这一新发现标志着“我们开发实用量子计算机过程中的一个重要里程碑”,纠错是“任何
由于量子比特只能在极短的时间内保持量子状态,所以用现在的量子计算机很难得出有用的结果。这意味着在量化计算机完成计算之前,用量化系数编码的信息将丢失。因此,找到纠正随之而来的错误的方法是量子计算技术面临的最大挑战。
一些量子计算创业公司认为,短期内解决这一问题的方法是探索新的方式,对目前的“噪音机”进行编程,这意味着量子计算机与传统计算机相比性能提升有限。此外,迄今为止,这方面的努力没有取得实际效果。结果,在纠错问题得到更全面的解决之前,越来越多的人认为量子计算不实用。
谷歌的研究人员表示,已经找到了一种将量子计算机正在处理的信息分散到多个量子比特上的方法。这意味着即使单个量子位脱离了量子态,作为整体系统也可以保存足够的信息足够的时间来完成一个计算。
《自然》杂志上的一篇文章称,由于谷歌扩大了技术的应用规模,使其在更大的量子系统中运行,错误率仅下降了4%。但研究人员表示,这是人类首次实现,扩大量子计算机规模并没有增加错误率。奈文表示,这标志着谷歌突破了“平衡点”。之后,进一步的发展将实现稳定的性能提高,最终才能带来实用的量子计算机。
谷歌研究员朱利安·凯利(JulianKelly)表示,此次突破是谷歌优化量子计算机的所有组件,将量子位质量控制、控制软件和计算机冷却到接近绝对零度通过这些优化,错误数量足够少,而且即使系统规模扩大,错误率也不会呈指数级上升。
谷歌将这一突破描述为构建实用量子计算机所需的六个步骤中的第二个步骤。下一步是完善量子计算机工程,使之只需要1000个量子位就能实现所谓的“逻辑量子位”。逻辑量子位构建在物理量子位之上,可以实现无差错的操作。奈文表示,谷歌相信如果能找到如何构建1000个逻辑量子位并将其连接到单个系统的方法,就能得到实用的量子计算机。
谷歌对量子计算的研究以前曾引起过争论。2019年,谷歌在《自然》杂志上发表的一篇文章称,它实现了让量子计算机进行传统计算机无法进行的计算的“量子霸权”。但是,这一说法受到了IBM和其他公司的挑战。随着新编程技术的发展,传统计算机的性能不断提高,量子计算机实现“量子霸权”的时间也越来越晚。
在本周发表的一篇文章中,谷歌研究人员表示,他们对这一最新突破持“谨慎”态度。他们表示,如果纠错技术将来应用于更大规模的量子系统,可能还不会起作用。