量子計(jì)算有潛力在材料設(shè)計(jì)、藥物研發(fā)、復(fù)雜優(yōu)化等問題上展現(xiàn)出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以企及的能力，但它面臨一個(gè)核心難題：量子信息極其脆弱，稍有擾動(dòng)就可能出錯(cuò)。在以往的技術(shù)路線中，人們希望通過不斷改進(jìn)器件和控制技術(shù)，把各種噪聲都降到足夠低。然而隨著實(shí)驗(yàn)水平不斷逼近當(dāng)前硬件的物理極限，單純依靠把所有誤差都變小已經(jīng)越來越困難。近期人們開始轉(zhuǎn)向另一種思路：不僅關(guān)心錯(cuò)誤有多少，還關(guān)心錯(cuò)誤是什么樣、能不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。雙軌擦除量子比特（dual-rail erasure qubit）正是在這樣的背景下受到廣泛關(guān)注的一條新路線。它的巧妙之處在于，利用兩個(gè)模式共同編碼一個(gè)量子比特，把原本最常見、最麻煩的某類錯(cuò)誤（例如光子損失）轉(zhuǎn)化為一種更容易識(shí)別的“擦除錯(cuò)誤”。這種新型量子比特的優(yōu)勢(shì)在于，一旦系統(tǒng)能夠知道哪里出了錯(cuò)，后續(xù)的量子糾錯(cuò)就會(huì)輕松得多，容錯(cuò)門檻也會(huì)顯著提高。近幾年，圍繞這一新思路，研究人員已經(jīng)先后提出了完整的超導(dǎo)實(shí)現(xiàn)方案，并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了雙軌編碼、擦除探測(cè)以及中途擦除檢查等關(guān)鍵功能模塊，顯示出它在通向容錯(cuò)量子計(jì)算道路上的重要潛力。

引言：為什么需要雙軌擦除量子比特

量子計(jì)算機(jī)之所以難以實(shí)現(xiàn)，主要原因是它對(duì)誤差極其敏感。經(jīng)典計(jì)算機(jī)中的比特，寫錯(cuò)了可以靠成熟的電路設(shè)計(jì)和冗余機(jī)制來保證穩(wěn)定；而量子比特中的錯(cuò)誤復(fù)雜得多，不僅會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，還會(huì)丟失相位、泄漏出計(jì)算空間，甚至在測(cè)量前就失去量子性質(zhì)。正因如此，容錯(cuò)量子計(jì)算已成為整個(gè)領(lǐng)域的核心目標(biāo)。所謂容錯(cuò)，并不是要求每個(gè)量子比特都絕對(duì)不出錯(cuò)，而是要求即使底層器件不斷出現(xiàn)小錯(cuò)誤，整個(gè)量子計(jì)算過程仍能通過編碼和糾錯(cuò)機(jī)制可靠運(yùn)行。為了做到這一點(diǎn)，人們最早的想法是盡量把物理量子比特做得更好，把門保真度做得更高，把各種噪聲都降下去。但問題在于，現(xiàn)實(shí)中的噪聲來源往往很多，而且彼此交織，例如材料缺陷、控制誤差、頻率漂移、光子損失、環(huán)境耦合等，它們并不會(huì)整齊地排著隊(duì)等待被逐個(gè)消滅。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷逼近現(xiàn)有平臺(tái)的極限，繼續(xù)把所有誤差同時(shí)大幅壓低，已經(jīng)變得越來越困難。研究者逐漸意識(shí)到：現(xiàn)階段的突破口，未必只來自“誤差更小”，更可能來自“誤差可用”。也就是說，我們不應(yīng)只盯著錯(cuò)誤率，更要關(guān)注錯(cuò)誤有沒有某種特殊結(jié)構(gòu)，能否被識(shí)別、標(biāo)記甚至利用。雙軌擦除量子比特正是在這種思想下發(fā)展起來的一類新型編碼方案。它的目標(biāo)不是簡(jiǎn)單地回避噪聲，而是把噪聲轉(zhuǎn)化為一種更容易處理的形式。

通常，當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)本身不會(huì)主動(dòng)告訴我們錯(cuò)誤發(fā)生在哪個(gè)比特上，只能通過額外的糾錯(cuò)測(cè)量去間接推斷哪一個(gè)量子比特出了問題、出了什么問題?！安脸e(cuò)誤”則不同，它最大的特點(diǎn)是當(dāng)錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)，不僅可以知道發(fā)生了什么錯(cuò)誤，還可以知道錯(cuò)誤發(fā)生在哪個(gè)比特上。在量子糾錯(cuò)中，這種“知道哪里發(fā)生了錯(cuò)誤”的信息非常寶貴。因?yàn)橐坏┪恢靡阎?，解碼器就不必在整個(gè)系統(tǒng)里盲目搜索，任務(wù)會(huì)簡(jiǎn)單很多。正因如此，如何把沒有規(guī)律的誤差變成“可標(biāo)記的擦除誤差”，已成為近年來量子計(jì)算研究中的一個(gè)重要方向。

一、雙軌擦除量子比特基本理念

與普通的物理量子比特不同，雙軌比特是把信息分散寫在兩條平行的“軌道”上，也就是說，邏輯信息被編碼進(jìn)了兩個(gè)模式共同構(gòu)成的單激發(fā)子空間之中。這種架構(gòu)的好處，是讓量子信息不再依賴某一個(gè)單獨(dú)元件，而是依賴“一個(gè)激發(fā)在兩個(gè)模式之間如何分布”的情形。只要系統(tǒng)還留在這兩個(gè)狀態(tài)構(gòu)成的空間里，我們就可以把它當(dāng)作一個(gè)正常的邏輯量子比特來操控、旋轉(zhuǎn)和測(cè)量。

但是，真實(shí)硬件總會(huì)受到噪聲影響。特別是在超導(dǎo)腔體或振子系統(tǒng)里，一個(gè)最常見的過程就是光子損失：原本存在的那個(gè)激發(fā)忽然消失了。一旦這種事情發(fā)生，系統(tǒng)往往會(huì)從編碼空間掉到兩個(gè)軌道都沒有激發(fā)的共同真空態(tài)。這個(gè)狀態(tài)并不屬于比特所在的編碼空間，因此通常被稱為一種泄漏態(tài)。雙軌擦除比特方案的精妙之處在于，泄漏態(tài)與正常的邏輯子空間在物理上是可區(qū)分的，如果實(shí)驗(yàn)裝置能夠檢查系統(tǒng)是否還在單激發(fā)子空間中，那么一旦發(fā)現(xiàn)它掉到了共同真空態(tài)，就等于得到了一個(gè)明確的錯(cuò)誤標(biāo)記。這樣，光子損失就不再只是普通意義上的退相干，而是變成了一種可識(shí)別的泄漏事件，也就是擦除錯(cuò)誤。

雙軌比特中的誤差大致可以分成三類。第一類是擦除或泄漏誤差。這是雙軌體系最核心的一類錯(cuò)誤，通常由光子損失引起。它的特點(diǎn)是：當(dāng)它出現(xiàn)時(shí)能夠被探測(cè)到，而且能夠確定錯(cuò)誤出現(xiàn)在哪個(gè)比特上。第二類是邏輯的退相位誤差。這種誤差并不會(huì)把系統(tǒng)踢出編碼空間，而是改變兩個(gè)軌道狀態(tài)的相對(duì)相位。第三類是邏輯的比特翻轉(zhuǎn)的誤差。這種誤差會(huì)讓激發(fā)在兩條軌道之間發(fā)生非理想交換，相當(dāng)于把原本代表邏輯0的狀態(tài)誤變成邏輯，或者反過來。它通常來自模式之間不希望出現(xiàn)的耦合、串?dāng)_，或者控制脈沖引入的非理想作用。

要使用雙軌擦除比特構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)，需要上述幾類錯(cuò)誤具有偏置性：系統(tǒng)中最主要的錯(cuò)誤是可探測(cè)的擦除誤差，而碼空間內(nèi)部的退相位更小，真正的比特翻轉(zhuǎn)則更少。也就是說，系統(tǒng)雖然還會(huì)出錯(cuò)，但最常見的錯(cuò)恰好是最容易被發(fā)現(xiàn)的那一種。如果一個(gè)普通量子比特出了問題，糾錯(cuò)程序通常要先回答兩個(gè)問題：第一，究竟是哪一個(gè)物理量子比特出了錯(cuò)；第二，它到底是翻轉(zhuǎn)了、退相位了，還是發(fā)生了更復(fù)雜的變化。要在大量量子比特中同時(shí)完成這種定位和判斷，計(jì)算代價(jià)是很高的。但擦除錯(cuò)誤不一樣，錯(cuò)誤位置不再需要從頭猜起，而是作為一條額外信息直接送到了上層解碼器手中。這樣一來，糾錯(cuò)程序的任務(wù)復(fù)雜度會(huì)大大降低。

二、物理實(shí)現(xiàn)平臺(tái)

雙軌擦除比特從理論上看是一個(gè)非常優(yōu)美的方案，但是這一方案能不能用于建造量子計(jì)算機(jī)，還取決于真實(shí)的量子硬件是否滿足它對(duì)誤差偏置性的要求。從目前的發(fā)展來看，超導(dǎo)體系，尤其是以超導(dǎo)腔和超導(dǎo)量子比特為基礎(chǔ)的電路量子電動(dòng)力學(xué)平臺(tái)，已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)雙軌擦除比特的重要舞臺(tái)。原因之一是超導(dǎo)量子計(jì)算本身發(fā)展得快，技術(shù)成熟，更重要的是它在“長(zhǎng)壽命存儲(chǔ)“”精細(xì)操控“”中途檢測(cè)”和“快速反饋”這些方面，恰好滿足了雙軌路線的關(guān)鍵需求。

雙軌編碼最早在光學(xué)系統(tǒng)中得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，但是因?yàn)榫€性光學(xué)中單光子之間缺乏強(qiáng)相互作用，因此要實(shí)現(xiàn)高保真的條件邏輯門、實(shí)時(shí)中途檢測(cè)、快速反饋和復(fù)位，往往需要復(fù)雜的資源開銷，因此并不是實(shí)現(xiàn)雙軌比特的最優(yōu)選擇。目前最受關(guān)注的實(shí)現(xiàn)路線，是用兩個(gè)長(zhǎng)壽命的超導(dǎo)腔模式來共同編碼一個(gè)雙軌比特。簡(jiǎn)單來說，就是把前面第二章提到的“兩個(gè)軌道”具體變成兩個(gè)微波腔模：當(dāng)單個(gè)光子位于第一個(gè)腔模中時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)邏輯態(tài)；位于第二個(gè)腔模中時(shí)，對(duì)應(yīng)另一個(gè)邏輯態(tài)。由于超導(dǎo)三維腔可以擁有非常長(zhǎng)的相干時(shí)間，這種方案天然適合做高質(zhì)量量子信息存儲(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)雙軌比特的量子操控，實(shí)驗(yàn)中還需要引入一個(gè)或多個(gè)超導(dǎo)transmon（一種流行的超導(dǎo)比特架構(gòu)）量子比特作為輔助非線性元件。借助這種輔助元件，研究者可以對(duì)兩個(gè)腔中的總光子數(shù)、相對(duì)相位和耦合過程進(jìn)行選擇性控制，從而實(shí)現(xiàn)態(tài)制備、讀出和門操作。在具體實(shí)現(xiàn)上，電路量子電動(dòng)力學(xué)中兩類相互作用尤其重要。第一類是色散相互作用，它允許輔助transmon的頻率對(duì)腔中的光子數(shù)敏感，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)腔態(tài)的非破壞條件測(cè)量。第二類是分束器相互作用，它可以讓兩個(gè)腔模之間像光學(xué)分束器那樣交換激發(fā)，從而完成雙軌編碼所需的旋轉(zhuǎn)和模式變換。這兩種控制方式構(gòu)成了對(duì)雙軌比特的基本控制要素。2023年，Teoh等人的工作系統(tǒng)提出了基于兩個(gè)超導(dǎo)腔模的雙軌比特架構(gòu)，這一方案把單光子空間作為邏輯比特，并進(jìn)一步給出了態(tài)制備、邏輯讀出、單比特門和雙比特門的完整操作設(shè)想。

除了“兩個(gè)腔+一個(gè)輔助transmon”這條路線之外，還有另一種基于超導(dǎo)體系的實(shí)現(xiàn)方案：直接用兩個(gè)物理超導(dǎo)量子比特來構(gòu)成雙軌編碼。也就是說，不再把邏輯信息放在兩個(gè)腔模中，而是放在兩個(gè)互相耦合的超導(dǎo)量子比特的單激發(fā)子空間里。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是器件結(jié)構(gòu)相對(duì)直接，與現(xiàn)有超導(dǎo)量子處理器的集成更自然；同時(shí)，當(dāng)某個(gè)物理比特發(fā)生振幅衰減時(shí)，系統(tǒng)同樣有機(jī)會(huì)從單激發(fā)子空間掉到共同基態(tài)，從而把一部分錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化為可探測(cè)的泄漏錯(cuò)誤。因此，從原則上說，雙軌的“可擦除”思想并不局限于腔體，也可以在耦合的超導(dǎo)比特體系中體現(xiàn)出來。

2024年Koottandavida等人的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作，為雙軌比特的可行性提供了非常直接的證明。研究者在一種緊湊的雙柱超導(dǎo)腔結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)了雙軌可擦除比特，并利用輔助transmon對(duì)雙軌子空間進(jìn)行擦除檢測(cè)。這類實(shí)驗(yàn)的價(jià)值，還在于它把雙軌從“架構(gòu)設(shè)想”推進(jìn)到了“器件驗(yàn)證”階段。對(duì)于一條新型容錯(cuò)路線來說，這種從概念到實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的跨越非常關(guān)鍵，因?yàn)橹挥挟?dāng)研究者能在真實(shí)硬件上看到擦除檢測(cè)確實(shí)成立時(shí)，后續(xù)關(guān)于表面碼、解碼器和大規(guī)模擴(kuò)展的討論才有了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

三、雙軌擦除比特如何工作

作為一種新的量子計(jì)算方案，雙軌擦除比特能否真正被用于實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)量子計(jì)算，主要看它是否便于利用現(xiàn)有的物理手段進(jìn)行量子計(jì)算所需的操控。對(duì)于雙軌擦除比特來說，這意味著不僅要能把量子信息寫入比特的狀態(tài)，還要能對(duì)這些狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)算，最后把比特狀態(tài)所代表的結(jié)果讀出來。在這個(gè)過程中，還需要盡量保留雙軌比特容易發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的優(yōu)點(diǎn)。近幾年的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展表明，這些要求正在逐步成為現(xiàn)實(shí)。

首先，雙軌比特需要能夠被準(zhǔn)確地制備出來。這意味著要把單個(gè)的量子激發(fā)放進(jìn)兩條軌道中的一條，或者讓它以量子疊加的方式同時(shí)對(duì)應(yīng)兩條軌道。這樣，雙軌比特才能真正承擔(dān)起存儲(chǔ)量子信息的任務(wù)。接下來，還要能像操控普通量子比特那樣對(duì)它進(jìn)行運(yùn)算，也就是通過施加量子門的方式讓信息在兩條軌道之間受控地變化，從而完成量子邏輯操作。最后，再通過輔助的量子器件將邏輯狀態(tài)讀取出來，獲得計(jì)算的結(jié)果。

在狀態(tài)制備、量子門操控和狀態(tài)測(cè)量這幾個(gè)方面，雙軌擦除比特與普通量子比特的要求是一致的。雙軌擦除比特的獨(dú)特之處在于，它要求在整個(gè)計(jì)算過程中不斷進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)。對(duì)于普通量子比特來說，比特是否發(fā)生了錯(cuò)誤通常無法直接知道，需要通過糾錯(cuò)過程中的解碼推斷出來；而雙軌擦除比特的優(yōu)勢(shì)在于，最常見的錯(cuò)誤一旦發(fā)生，系統(tǒng)的測(cè)量結(jié)果就會(huì)直接顯示出哪個(gè)比特發(fā)生了錯(cuò)誤。這就好比一臺(tái)機(jī)器一旦出現(xiàn)了故障就能主動(dòng)亮起警報(bào)燈，告訴人們故障出現(xiàn)在什么位置。正是這種能力，使它在量子糾錯(cuò)中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

除了單個(gè)量子比特的操作之外，量子計(jì)算還要求不同量子比特之間能夠建立聯(lián)系，也就是形成糾纏。這一步對(duì)雙軌擦除比特尤其關(guān)鍵，因?yàn)橐坏┌褍蓚€(gè)量子比特聯(lián)系起來，系統(tǒng)就會(huì)變得更復(fù)雜，也更容易受到擾動(dòng)。換句話說，雙軌比特在靜止時(shí)表現(xiàn)出的“錯(cuò)誤容易被發(fā)現(xiàn)”這一優(yōu)點(diǎn)，到了真正做復(fù)雜運(yùn)算時(shí)，能否繼續(xù)保持下來，是它能否走向?qū)嵱玫闹匾简?yàn)。近年的研究已經(jīng)開始在這方面取得進(jìn)展，這說明雙軌擦除比特并不只是一個(gè)適合存儲(chǔ)信息的概念模型，而是在朝著真正能夠計(jì)算的方向邁進(jìn)。

四、雙軌擦除比特面臨的挑戰(zhàn)

雙軌擦除比特能夠標(biāo)記錯(cuò)誤位置這一特點(diǎn)，對(duì)于量子糾錯(cuò)來說非常重要，因?yàn)橐坏┲滥睦锍鲥e(cuò)了，后續(xù)的糾錯(cuò)過程就會(huì)容易得多。也正因?yàn)槿绱?，這種量子比特特別適合被放進(jìn)更大規(guī)模的糾錯(cuò)架構(gòu)中，幫助量子計(jì)算機(jī)更穩(wěn)定地工作。因此，雙軌擦除比特天然地適合作為未來大規(guī)模容錯(cuò)量子計(jì)算的一塊基礎(chǔ)模塊，但距離這個(gè)目標(biāo)，它仍然面臨不少挑戰(zhàn)。

首先，最關(guān)鍵的“報(bào)錯(cuò)”能力本身必須足夠可靠。系統(tǒng)要既能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，又不能因?yàn)轭l繁檢查而反過來干擾正常的量子態(tài)。這相當(dāng)于要求系統(tǒng)既要容易與其他器件耦合，以便進(jìn)行測(cè)量，又要能保護(hù)自己不受這種耦合的影響。對(duì)于目前的控制技術(shù)來說，這仍然是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。其次，雙軌比特不僅要在靜止時(shí)表現(xiàn)好，在做邏輯運(yùn)算時(shí)也要保持自己的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榱孔佑?jì)算不只是保存信息，更重要的是不斷進(jìn)行邏輯操作，并讓不同量子比特之間建立聯(lián)系。一旦進(jìn)入這些更復(fù)雜的步驟，原本容易識(shí)別的錯(cuò)誤是否還會(huì)保持原來的形式？還是會(huì)變成更難處理的新錯(cuò)誤？這仍需要進(jìn)一步研究。再次，雙軌路線在工程實(shí)現(xiàn)上也更加復(fù)雜。一個(gè)雙軌比特往往不只是一個(gè)簡(jiǎn)單器件，而是由多個(gè)部分共同組成。這樣做的好處是可以獲得更好的糾錯(cuò)特性，但代價(jià)是系統(tǒng)的搭建、控制和擴(kuò)展都會(huì)更困難。隨著量子比特?cái)?shù)目增加，如何避免不同單元之間互相干擾、如何把大量器件整合到同一塊芯片上，都會(huì)成為現(xiàn)實(shí)問題。

因此，雙軌擦除比特雖然已經(jīng)展示出與傳統(tǒng)方案不同的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，但仍然需要在器件、控制、糾錯(cuò)和系統(tǒng)集成等多個(gè)方面繼續(xù)完善。未來幾年，這一方向真正值得關(guān)注的，不只是它還能做出多少新的實(shí)驗(yàn)，更在于它能否把這些局部進(jìn)展進(jìn)一步整合起來，最終形成一條真正可擴(kuò)展的技術(shù)路線。如果說傳統(tǒng)思路更像是在與噪聲正面對(duì)抗，那么雙軌擦除比特所代表的，則是一種試圖利用噪聲信息的新思路。正是這一點(diǎn)，使它成為當(dāng)前量子計(jì)算研究中一個(gè)格外值得關(guān)注的方向。

五、未來發(fā)展方向與展望

從最近幾年的趨勢(shì)看，雙軌比特最短期，也最現(xiàn)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)，是把已經(jīng)出現(xiàn)的關(guān)鍵原語(yǔ)（Primitive,組成計(jì)算機(jī)進(jìn)程的基本操作單元，不可分割、不可中斷）進(jìn)一步做扎實(shí)。這里面最重要的，包括更低擾動(dòng)的中途擦除檢查、更高保真的單比特和雙比特門、更可靠的邏輯讀出，以及更高效的輔助元件復(fù)位與反饋。

比起單器件或雙比特實(shí)驗(yàn)，更能證明雙軌比特獨(dú)特價(jià)值的，將是小規(guī)模糾錯(cuò)原型的出現(xiàn)。例如，一個(gè)小型的表面碼演示或其他糾錯(cuò)模塊，借助專門解碼策略，表現(xiàn)出比忽略擦除標(biāo)簽時(shí)更低的邏輯錯(cuò)誤率；又或者在相同物理錯(cuò)誤水平下，帶擦除信息的架構(gòu)顯示出更高的容錯(cuò)閾值或更好的可擴(kuò)展趨勢(shì)。只有當(dāng)這些系統(tǒng)層面的收益真正被實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證出來時(shí)，雙軌比特才會(huì)從很有前景的新型編碼進(jìn)一步升級(jí)為被證明能改善容錯(cuò)效率的新路線。

更長(zhǎng)遠(yuǎn)地看，雙軌比特的目標(biāo)當(dāng)然不是停留在若干漂亮的實(shí)驗(yàn)演示上，而是走向真正的大規(guī)模容錯(cuò)量子計(jì)算架構(gòu)。到那個(gè)階段，人們關(guān)注的將不再是單個(gè)模塊，而是整個(gè)處理器：數(shù)百乃至數(shù)千個(gè)雙軌節(jié)點(diǎn)如何排布成二維陣列，如何高效進(jìn)行局域耦合，如何把擦除信息實(shí)時(shí)送入解碼器，如何在大規(guī)模讀出和反饋中保持可控性，以及如何把器件層優(yōu)勢(shì)真正轉(zhuǎn)化為邏輯層收益。這條長(zhǎng)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，離不開幾個(gè)方面的共同進(jìn)步。首先是硬件工程，需要更成熟的高品質(zhì)存儲(chǔ)模塊、更穩(wěn)定的輔助非線性元件、更低串?dāng)_的模塊化布局和更高效的讀出反饋體系。其次是誤差建模與解碼算法，需要更準(zhǔn)確地理解擦除、殘余泡利誤差以及相關(guān)錯(cuò)誤如何共同作用。最后，則是系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)，需要在資源消耗、糾錯(cuò)收益和可擴(kuò)展性之間找到真正可行的平衡點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)：

量子計(jì)算的發(fā)展，正在從“能不能做出量子比特”逐步走向“能不能做出真正可容錯(cuò)、可擴(kuò)展的量子計(jì)算機(jī)”。在這個(gè)過程中，雙軌比特所代表的意義，不僅在于它提供了一種新的編碼方式，更在于它展示了一種新的思路：面對(duì)不可避免的噪聲，研究者未必要一味地被動(dòng)壓低一切誤差，也可以主動(dòng)利用硬件的物理特性，把原本難以處理的錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化為更容易識(shí)別和糾正的形式。正是這種讓錯(cuò)誤變得可見的理念，使雙軌擦除量子比特在眾多容錯(cuò)方案中顯得格外引人注目。盡管這一方向距離大規(guī)模實(shí)用化仍有不少關(guān)鍵問題需要解決，例如更高保真的糾纏門、更低擾動(dòng)的中途檢測(cè)、更成熟的解碼與系統(tǒng)集成等，但近幾年的進(jìn)展已經(jīng)表明，這條路線正在從概念設(shè)想走向?qū)嶒?yàn)驗(yàn)證，并逐步朝著完整的容錯(cuò)架構(gòu)邁進(jìn)?？梢灶A(yù)期，隨著器件設(shè)計(jì)、控制技術(shù)和量子糾錯(cuò)理論的進(jìn)一步發(fā)展，雙軌可擦除比特有望成為通向容錯(cuò)量子計(jì)算的重要候選方案之一，也將繼續(xù)啟發(fā)人們重新思考：未來量子計(jì)算的競(jìng)爭(zhēng)，也許不只是誰更能壓低噪聲，更是誰更能理解噪聲、利用噪聲。

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轉(zhuǎn)自丨環(huán)球財(cái)經(jīng)雜志

作者丨張江

研究所簡(jiǎn)介

國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所（IITE）成立于1985年11月，是隸屬于國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心的非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)，主要職能是研究我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技社會(huì)發(fā)展中的重大政策性、戰(zhàn)略性、前瞻性問題，跟蹤和分析世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢(shì)，為中央和有關(guān)部委提供決策咨詢服務(wù)?！叭蚣夹g(shù)地圖”為國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所官方微信賬號(hào)，致力于向公眾傳遞前沿技術(shù)資訊和科技創(chuàng)新洞見。

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