谷歌量子计算机纠错系统与成功近在咫尺

　　谷歌的物理学家在量子计算机的信息保护方面迈出了重要的一步。量子计算机存储的信息可能会湮灭，研究人员也无法纠错这是构建成熟的量子计算机的必要步骤。
　　加州大学戴维斯分校的数学家GregKuperberg说：这里没有重大突破，但他们正在做艰苦的工作，而且他们正在获得明显进展。柏林自由大学的理论物理学家JoschkaRoffe说，谷歌的研究人员在完全纠错方面与成功近在咫尺。
　　20多年来，物理学家和工程师一直在开发量子计算机。然而，量子比特比普通比特要狡猾得多。来自环境的最轻微的噪音，如杂散的电场或磁场，可以抹去量子位的微妙叠加状态，使其处于0或1的确定状态。
　　处理这种错误是一项艰巨的挑战。普通计算机可以通过简单地复制比特，并使用备份校验内存的状态。量子计算机不能这样做，因为量子力学有所谓的不可克隆定理。科学家们不得不设计出将一个逻辑量子位的信息分散到许多量子位上的方法。例如，一个30为0、70为1的单一量子比特的状态可以分散到三个量子比特中，这样，作为一个群体，这些量子比特处于这样一种状态：所有三个量子比特中30为0，70为1。这种更大但等效的量子状态有助于研究人员纠错。
　　然而，他们又不能通过直接测量，因为测量本身会导致叠加态的坍缩。因此，研究人员将数据量子比特与所谓的辅助量子比特交织在一起，建立量子纠缠。通过反复测量辅助量子比特，研究人员可以知道相邻的数据量子比特是否已经被篡改而不需要直接测量数据量子比特。原则上，物理学家可以将这些量子比特推回到它们的原始状态。
　　他们前提在《自然》上报告说，通过对多达11个数据量子比特的链进行分析，谷歌现在已经能够将逻辑量子比特（信息）保存一段时间，这个时间随着物理量子比特（存储信息的实体）的数量呈指数级增长。通过在多达11个数据量子位上分散一个量子位的状态，他们将50微秒后出现错误的几率从40降低到0。2。
　　其他团队已经验证了类似的错误纠正方案，但新工作是首次证明，可以指数级增加物理量子比特，避免错误出现。这种指数级抑错表明，开发者最终可能会通过将逻辑量子比特分散到大约1000个物理量子比特上而无限期地维持它。
　　不过，该团队在完全纠错方面只走完了一半。首先，研究人员还没有将翻转的物理量子比特推回到它们的原始状态。
　　更重要的是，谷歌团队无法同时解决可能影响量子比特的两种类型的错误：比特翻转，即交换量子状态的0和1部分，以及相位翻转。在任何特定的程序中，研究人员只能抑制一种类型的错误。为了纠正这两种错误，他们将需要从字面上进入另一个维度，不是在物理量子比特链中编码单一的逻辑量子比特，而是在一个称为表面代码的更复杂的协议中编码一个方形网格。这才是量子计算机发展道路上的最后一关。
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