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量子诡计机赛说念里开云体育(中国)官方网站，挤满了巨头和初创公司。由于量子诡计机不错履行责任负载，贬责现阶段即使是最雄壮的诡计机齐无法贬责的问题，因此在天下范围内，量子诡计市集正高速增长，数十亿好意思元流入这个领域。

由于这项时期尚处于早期阶段，量子诡计带来的收入仍然比开销少许多倍，何况确凿的量子诡计机何时出现仍然存在争议。构建量子诡计机濒临许多难题，其中一个要害身分是「量子纠错」。

量子比特是量子诡计的基本运算单位，即量子系统的构成部分，它对温度波动、电磁发射和振动等一系列外界干豫齐非凡明锐。而量子纠错行动保护量子比特不受无理影响的一系列时期，关于确保量子诡计的准确性至关艰辛。

位于加州圣巴巴拉的量子东说念主工智能实验室的预备东说念主员暗意，他们也曾贬责了量子系统纠错的一个要害挑战，这是科学家们三十年来一直试图破解的问题。在一个系统中使用的量子比特越多，无理就会越多，而量子诡计的发展需要温存的另一个必要条目是系统推广的才调，但无理与量子比特数目成正比无疑对系统的推广酿成了艰辛。

谷歌实验室的预备科学家Michael Newman暗意，纠错需要将许多物理量子比特荟萃到沿路，让它们协同责任，从而形成一个逻辑量子比特以完毕量子纠错。

Newman在一次视频采访中告诉记者和分析师：“咱们但愿，跟着这些量子比特的纠合越来越大，纠错的次数越来越多，完毕量子比特越来越准确。问题是，跟着量子比特的纠合变得越来越大，也会有更多的无理出现，是以咱们需要富有好的树立，这么当咱们把纠合作念大时，纠错才不错克服这些格外无理。”

20世纪90年代，「量子纠错阈值」观念被漠视，其想法是要是量子比特富有好，那么跟着系统变得更大，这些物理量子比特组也不错变大，何况不会出现格外无理。谷歌暗意，这是一个三十年的目标，直到当今还莫得完毕。

本周在《天然》杂志上，谷歌先容了最新的量子芯片Willow，其前身是谷歌旗下的Sycamore量子处理器。在使用72量子比特和105量子比特的Willow处理器实验中，谷歌的预备东说念主员测试了越来越大的物理量子位阵列，即逻辑量子比特，这些阵列大小从3×3、5×5到7×7不等，每次逻辑量子位的尺寸增多，齐能完毕无理率「不增反降」。

Newman称：“每次咱们增多逻辑量子比特，大概进行各异化分组，从3×3、5×5再到7×7的物理量子位阵列，无理率齐莫得高潮，何况它骨子上一直不才降。咱们每一次增多尺寸，齐会使无理率着落两倍。”

谷歌的量子硬件应用Julian Kelly称纠错是“量子诡计机的终极游戏”，并补充到：“要明确的是，要是你莫得低于阈值，那么进行量子纠错果真没专诚想，低于阈值是使这项时期成为本质的要害身分。”

在《天然》的预备论文中，预备东说念主员写说念：“天然许多平台也曾展示了量子纠错的不同特征，但莫得一个量子处理器明确透露出低于阈值的性能。”他们补充说，量子诡计容错需要的不仅是原始性能，还需要跟着时辰的推移保握踏实性，排斥诸如泄漏之类的无理开始，并提高传统处理器的性能。而超导量子比特的操作时辰从几十纳秒到几百纳秒不等，这在速率上提供了上风，但也对快速准确地解码无理漠视了挑战。

Kelly在发布会上称，Willow纠错才调升迁的要害是芯片中矫正的量子比特，她说：“Willow集成了Sycamore的总共优点，在此基础上有了更好且更多的量子比特。”

在《天然》杂志的论文中，预备东说念主员指出了Willow带来的升迁，如T1（斟探求子比特保握激勉态的时辰）和T2的矫正，他们将其归因于更好的制造时期、比率工程和电路参数优化。预备东说念主员还正经到Willow在解码方面的矫正，其使用了两种离线高精度解码器。

Kelly补充说，此前的Sycamore是在加州大学圣巴巴拉分校的一间分享洁净室里研发的，而建造我方的实验室为谷歌的预备东说念主员提供了更多的器具和更强的才调，Willow即是在谷歌我方的实验室里研发的，实验室内再行想象的里面电路有助于改善T1和比率工程。

除了纠错功能，谷歌预备东说念主员还使用立时电路采样（RCS）基准测试了Willow的性能， RCS是现时量子诡计机不错完成的最难的基准测试。谷歌量子实验室独创东说念主兼厚爱东说念主Hartmut Neven在通知推出这款芯片晌说，通过基准测试不错细则量子系统是否在作念佛典诡计机作念不到的事情。

2019年，通过RCS基准测试透露，最快的传统诡计机也需要一万年才能完成Sycamore所能完成的责任。而Willow出现后，其在五分钟内完成的诡计将需要橡树岭国度实验室中领有1.68exaflops性能的超等诡计机破费10²⁵年才能完成。

Kelly称：“Willow性能跃升的要害不仅在于基于Sycamore进行矫正，更艰辛的是它的责任集成了总共部件。量子比特自己的质料必须富有好，纠错才能源泉，而咱们的纠错演示标明，在集成系统层面，一切齐能同期责任。从量子比特数目、T1到双量子比特无理率，一切齐在同期起作用，而调和恰是这项挑战恒久以来难以攻克的原因之一。”

Neven称：\"芯片的总共组件，如单量子比特门和双量子比特门、复位比特和读出比特，齐必须同期经心想象和集成。要是任何组件过期或两个组件不成很好地协同责任，齐会负担系统举座性能。因此，从芯片架构和制造到栅极斥地和校准，最大纵容地提高系统性勾通于咱们历程的方方面面。Willow的冲突是对量子诡计系统的举座评估，而不局限于评估一个身分。”

实验室主任兼首席运营官Charina Chou在发布会上说，天然迄今为止的量子发现令东说念主原意，但这些效劳照旧不错用传统诡计机来完成。因此，咱们濒临的下一个挑战是：量子诡计能否展现出透彻颠覆传统诡计机的性能？还莫得东说念主在中型量子诡计（NISQ，指有50-100量子比特的鸿沟）期间展示过这么的效劳。

这是包括亚马逊、微软、IBM和边远初创公司在内的其他厂商也在追求的目标，谷歌但愿Willow是完毕这一目标的「要害一跃」。

本文由雷峰网编译自：https://www.nextplatform.com/2024/12/09/google-claims-quantum-error-correction-milestone-with-willow-chip/