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软件开发资讯 多种纠错技艺“护驾”量子计算
发布日期：2024-11-04 04:29 点击次数：79
原标题：多种纠错技艺“护驾”量子计算
IBM公司的量子计算机展示模子。图片来源：英国《新科学家》杂志网站
尽管量子计算机领域的商讨推崇突飞大进，但量子计算机的“秉性”仍不踏实，容易出错，尚无法插足现实欺诈。为此，包括谷歌和IBM等在内的繁多公司竞相设备量子纠错技艺，旨在为最终收尾踏实可靠的量子计算系统奠定基础。
他们获得的一系列龙套性完毕，正将量子纠错技艺推向新高度。这些完毕不仅彰显了量子纠错技艺的重大后劲，也拓宽了量子计算的范围。正如英国剑桥大学科学家杰米·维卡里10月1日接纳英国《新科学家》周刊网站采访时所言：片刻间，确实灵验的量子计算成就竟如斯“近在目下”。
量子纠错技艺应时而生
传统计算机使用“比特”处理信息，每个比特只可代表0或1。而量子计算机的基本信息处理单位为“量子比特”，它们不错同期处于0和1的“重迭态”。这种特色使量子计算机能比传统计算机更快处理某些任务。
此前数年，量子计算机公司大多追求“以大为好意思”：不停增多系统内量子比特的数目，以期打造出更强盛的量子计算成就。但量子比特极其敏锐，容易受到环境噪声的影响，从而出现失误。
现在，宇宙上来源进的量子计算机在施行量子运算时，最多只可看守几百次无误差操作。干系词，为了收尾确实的量子上风——即量子成就能作念到凡俗成就作念不到的事情，这一数字必须攀升至百万次，以致数万亿次。有科学家测度，要施行一个大规模具有实用真理的量子算法，可能需要将量子比特的出错率限制在1×10-10以下。
《电子工程时报》欧洲分部本年5月发表的一篇著述也指出，现存量子计算机一样每进行一百次计算就会出现一次失误，即失误率为10-2，远未达到面前经典计算机所收尾的10-18。
极高的易错性，成为量子计算收尾其伟大愿景的最大“拦路虎”，量子纠错技艺应时而生。
逻辑量子比特纠错效果初显
多家公司纷繁将选藏力投向逻辑量子比特。逻辑量子比特由物理量子比特通过量子纠缠络续而成，它通过将磋商数据存储在不同场合来减极少子计算机的失误。
本年8月，谷歌科学家发表论文称，通过向计算机中添加更多物理量子比特来构建逻辑量子比特时，失误不会像滚雪球般变得无法限制，而是在达到某个阈值后，跟着系统的扩大而减少。
商讨团队讲明注解称，其中的旨趣是将信息远隔在一组量子比特中，即便其中一个量子比越过现失误，另外的物理量子比特仍然不错提供充足的信息，保证计算完毕的准确性。这一完毕为异日收尾大规模容错量子计算奠定了坚实的基础。
app不外，英国帝国理工学院的罗伯托·邦代桑指出，谷歌的职责并不触及确实的量子计算，但这些量子比特不错四肢存储器使用。
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当地时代9月10日，微软公司也传出音信。据其官网报谈，该公司与量子计算公司Quantinuum到手纠缠了12个逻辑量子比特，并创造了有史以来最高的计算保真度。商讨团队还使用逻辑量子比特聚积东谈主工智能以及云表高性能计算，展示了首个端到端化学模拟，处置了现实化学清贫。
微软团队讲明注解称，新龙套收货于两个重要身分：四肢硬件的H2离子阱量子计算机，以及四肢软件的Azure Quantum量子比特诬捏化平台。微软的量子计算机经受一系列磁拿获的带电粒子，而非谷歌公司所使用的超导线。这使它粗略经受一种特等的量子纠错技艺来保护量子信息——该技艺将物理量子比特罗列成一个四维超立方体几何结构，从而保护逻辑量子。
邦代桑强调，从旨趣上来讲，这种顺序粗略使用更少的物理量子比特来编码更多的逻辑量子比特，因此遵守可能更高。
与此同期，微软还晓谕与原子计算公司联手打造宇宙上最强盛的计算机，下一步力务收尾1000个高性能逻辑量子比特。
此外，客岁底，来自好意思国哈佛大学、QuEra等的科学家，在《当然》杂志刊发论文，展示了他们用中性原子体系研发的48个逻辑量子比特的量子计算原型机，并展示了对这些逻辑量子比特的逻辑操作。
玻色编码纠错成新宠
除构建逻辑量子比特外，也有科学家独辟路子，设备其他量子纠错技艺。
据《新科学家》周刊网站报谈，好意思国耶鲁大学的本杰明·布罗克偏激共事，测试了一种名为玻色编码的纠错技艺。这一顺序私密地将失误远隔在量子计算机的振动上。该系统使用了不错取更多值的“高维量子比特”，因此在表面上具有更强盛的纠错才智。
紧接着，本年9月，亚马逊量子计算团队展示了另一种名为“鸿沟量子比特”的玻色编码技艺。与谷歌的商讨完毕访佛，其失诬陷跟着系统的扩大而减少。
英国伦敦大学学院的丹·布朗示意，谷歌和微软的顺序更侧重于主流的、基于量子比特的量子计算；而耶鲁和亚马逊商讨团队引入的玻色编码则更新颖，且更具探索性。
此前，谷歌和IBM公司曾宣称，实用的容错量子计算机最早于2029年面世。干系词，布朗等东谈主也指出，十足容错的系统可能仍驴年马月软件开发资讯，需要科学家们高下求索。（记者 刘 霞）