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新一代量子晶片提升糾錯功能
最新一代超導量子處理晶片架構 該晶片能實現低於表面碼關鍵閾值的量子糾錯
【本報綜合外電報導】國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇量子計算論文稱，谷歌量子人工智能(GoogleQuantumAI)的最新一代量子晶片，能實現將錯誤抑制在一個關鍵閾值以下的量子糾錯功能，這被認為是實現未來量子計算實際應用的必要條件。
研究人員認為，最新一代量子晶片的性能擴展後，或能推動大規模容錯量子計算的運算要求。
該論文介紹，量子計算有潛力在特定任務上加速計算速度並超越經典計算機的能力，不過，量子計算機很容易出錯，所以當前的原型機無法運行足夠長的時間以實現實際輸出，量子計算研究人員為此設計的解決策略依賴量子糾錯，即將信息分布到許多量子比特(量子信息的單位，類似於經典計算機的比特)上，能在不破壞計算的情況下識別和補償錯誤，量子糾錯需要的量子比特開銷可能會引入比它能糾正的更多的錯誤，因此，實現“低於閾值”的運算一直存在挑戰——未糾錯率要低於一個關鍵值，這樣才能按預期糾錯並指數級地抑制錯誤。
在本項研究中，美國谷歌量子人工智能及其合作夥伴(GoogleQuantumAIandCollaborators)研發出名為Willow的最新一代超導量子處理晶片架構，該晶片能實現低於表面碼關鍵閾值的量子糾錯，表面碼是一種特定的量子糾錯技術，他們的系統能在數小時內運行最多100萬個周期，同時實時解碼錯誤並維持表現。
研究人員進一步在一個72量子比特的處理器和一個105量子比特的處理器上運行了表面碼，結果顯示，每次碼距從3增加到5再到7，邏輯錯誤率減半，他們總結表示，這種對邏輯錯誤的潛在抑制，為運行有糾錯功能的大規模量子算法奠定了基礎。
↑圖說：量子晶片示意圖(資料圖)
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2024, 12. 10 
