新浪科技訊 北京時間2月23日早間消息,,據(jù)報道,根據(jù)最新發(fā)表在《自然》雜志上的文章,,谷歌宣布,,在糾正當(dāng)前量子計算機(jī)的固有錯誤方面取得突破。這標(biāo)志著,,人類在解決量子計算最大技術(shù)障礙方面邁出了早期但可能意義重大的一步,。
谷歌量子計算項目負(fù)責(zé)人哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)表示,這一新發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著“我們在開發(fā)實用量子計算機(jī)的過程中的一個重要里程碑”,,而糾錯是“任何量子計算技術(shù)都必須解決的問題”,。
由于量子比特只能保持量子態(tài)極短的時間,,因此目前的量子計算機(jī)很難產(chǎn)生有用的結(jié)果。這意味著,,在量子計算機(jī)完成計算之前,,量子系統(tǒng)中編碼的信息就會丟失。因此,,找到一種方式糾正隨之而來的錯誤是量子計算技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn),。
一些量子計算創(chuàng)業(yè)公司認(rèn)為,短期內(nèi)解決這個問題的辦法是探索新方式,,對目前的“噪聲機(jī)器”進(jìn)行編程,,但這種做法意味著,量子計算機(jī)相比于傳統(tǒng)計算機(jī)的性能提升有限,。此外到目前為止,,這方面的努力尚未取得實際效果。這也使得越來越多的人認(rèn)為,,在糾錯問題得到更全面的解決之前,,量子計算不具有實用性。
谷歌的研究人員表示,,已經(jīng)找到一種方法,,將量子計算機(jī)中正在處理的信息分散到多個量子比特上。這意味著,,即便單個量子比特脫離了量子態(tài),,但作為一個整體的系統(tǒng)可以保存足夠多的信息足夠長時間,來完成一項計算,。
根據(jù)發(fā)表在《自然》雜志上的文章,,隨著谷歌擴(kuò)大技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模,使其在更大的量子系統(tǒng)上運行,,錯誤率僅降低了4%,。但研究人員指出,這是人類首次實現(xiàn),,擴(kuò)大量子計算機(jī)的規(guī)模沒有導(dǎo)致錯誤率上升,。奈文表示,這表明谷歌已經(jīng)突破了“平衡點”,。在此之后,,進(jìn)一步的發(fā)展將實現(xiàn)穩(wěn)定的性能提升,最終帶來第一臺可以實際使用的量子計算機(jī),。
谷歌研究員朱利安·凱利(Julian Kelly)說,,此次的突破來自于谷歌對量子計算機(jī)所有組件的優(yōu)化,涉及量子比特的質(zhì)量控制、控制軟件,,以及用于將計算機(jī)冷卻至接近絕對零度的低溫設(shè)備,。這些優(yōu)化將錯誤的數(shù)量減少到了足夠低,使得擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模不會導(dǎo)致錯誤率呈現(xiàn)指數(shù)級上升,。
谷歌將這一突破描述為建造實用量子計算機(jī)所需完成的6個步驟中的第二步,。下一步包括完善量子計算機(jī)的工程設(shè)計,以便只需要1000個量子比特就可以實現(xiàn)所謂的“邏輯量子比特”,。邏輯量子比特建立在物理量子比特之上,,可以實現(xiàn)無差錯的運行,。奈文表示,,谷歌相信,只要能找到如何構(gòu)建1000個邏輯量子比特并將其連接至單個系統(tǒng)的方法,,就可以獲得一臺可實用的量子計算機(jī),。
谷歌關(guān)于量子計算的研究以往曾引發(fā)爭議。2019年,,谷歌發(fā)表在《自然》雜志的一篇文章稱,,已經(jīng)實現(xiàn)了“量子霸權(quán)”,即讓量子計算機(jī)完成傳統(tǒng)計算機(jī)無法完成的計算,。然而,,這一說法遭到了IBM和其他公司的挑戰(zhàn)。隨著新編程技術(shù)的發(fā)展,,傳統(tǒng)計算機(jī)性能的提升,,量子計算實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的時間也在被推遲。
在本周發(fā)表的文章中,,谷歌的研究人員表示,,對這一最新突破持“謹(jǐn)慎”態(tài)度。他們表示,,在糾錯技術(shù)未來應(yīng)用至更大規(guī)模的量子系統(tǒng)時,,仍有一定的可能無法發(fā)揮作用。
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