再傳捷報，近日潘建偉院士團隊傳來重磅消息，基于107比特的“祖沖之3.2號”超導量子處理器，他們實現(xiàn)了“低于閾值、越糾越對”的量子糾錯突破，相關成果還登上了《物理評論快報》封面，這意味著中國離實用化量子計算機又近了一大步。

可能有人會問，量子糾錯到底是啥？為啥“越糾越對”這么重要？簡單說，量子比特特別“嬌貴”，稍微受點環(huán)境干擾就會出錯，就像剛寫好的作業(yè)被風吹得滿頁亂碼。量子糾錯就是用多個“物理比特”保護一個“邏輯比特”，比如用9個比特記錄同一個信息，一旦有個別出錯，就能通過多數(shù)表決修正。但這里有個關鍵：如果原始錯誤率太高，修正時反而會引入更多錯，變成“越糾越錯”；只有突破“糾錯閾值”，才能實現(xiàn)“人多力量大”的效果，也就是比特越多、糾錯越準。

潘建偉團隊這次就啃下了這個硬骨頭。他們給“祖沖之3.2號”裝了個“全微波量子態(tài)泄漏抑制架構”，相當于給量子比特加了層“防護盾”，能有效防止比特“跑錯能級”。實驗結果顯示，當“碼距”從3提升到7時，邏輯錯誤率反而顯著下降，錯誤抑制因子達到1.4，這就證明系統(tǒng)已經(jīng)跨過了“糾錯閾值”，真正實現(xiàn)了“越糾越對”。

更厲害的是，中國的技術路線比谷歌還高明。去年谷歌用“垂柳”處理器也實現(xiàn)了類似突破，但它用的是直流脈沖技術，不僅對芯片架構要求高，還得在極低溫環(huán)境下布復雜線路，以后想擴展到百萬比特級，硬件成本會高到離譜。而咱們的“全微波架構”就不一樣了，像手機用不同頻段傳信號似的，能在同一芯片上高效控制多個比特，硬件效率和擴展性都遠超谷歌，相當于用更省錢的方案，達到了同樣甚至更好的效果。

話說回來，這個突破對咱們普通人有啥影響？現(xiàn)在的量子計算機還停留在“原型機”階段，只能做些簡單計算，但一旦實現(xiàn)大規(guī)模容錯量子計算，變化可就大了：比如破解現(xiàn)有密碼只需要幾小時，而現(xiàn)在的超級計算機得算上千年；新藥研發(fā)時，能精準模擬分子結構，不用再靠大量試錯；甚至天氣預報能精確到街區(qū)，極端天氣預警時間能提前好幾天。朱曉波教授就說，這次突破是“從實驗室走向實用化的關鍵分水嶺”，相當于給量子計算機裝上了“穩(wěn)定器”。

可能有人會擔心，咱們的技術跟國際比到底啥水平？目前中美是量子計算第一方陣，之前谷歌先實現(xiàn)碼距7的糾錯，但咱們用更優(yōu)的技術路線追了上來，而且“祖沖之3.2號”的單比特門、兩比特門精度都比前代提升不少，后續(xù)還計劃把碼距擴展到9和11，朝著百萬比特級量子計算機邁進?？梢哉f，在實用化量子計算的賽道上，中國已經(jīng)走在了前列。

從“祖沖之二號”實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”，到現(xiàn)在突破量子糾錯閾值，中國量子計算正在一步步扎實推進。未來隨著技術不斷成熟，說不定用不了十年，咱們就能用上真正的量子計算機，到時候很多現(xiàn)在覺得不可能的事，都會變成日?！@一切，都始于今天這個“越糾越對”的關鍵突破。