Google在量子计算关键环节将错误率降至约四十分之一

Google的Quantum AI团队使用在Willow处理器上测试的一项技术，在制备量子计算所需的一项关键要素时，将错误率降至原来的约四十分之一。发表于《科学》的研究结果展示了一种更高效的方法，可用于应对该领域的一项主要瓶颈。

量子计算机容易出错。为了可靠地执行某些关键操作，它们需要经过特殊制备、被称为“魔态”的量子态。制备这些量子态一直需要大量量子比特——量子计算机的基本构成单元——以及大量时间。

这种名为“魔态培育”的新方法，能够在规模更小的一组量子比特内生成这些量子态。通过协同测量检测错误，就能剔除有误的尝试。这项实验将Google研究人员于2024年提出的一种方法付诸实践。

此前的理论研究表明，培育法有望让重要量子程序仅使用原先预期十分之一的量子比特即可运行。但这种潜在的资源节省，尚未在具有实用价值的大规模计算中得到验证。

此外，仍有一些障碍需要克服。实验中仅有8%的运行产生了适合后续使用的高质量量子态，而且在Willow能够处理真正有用的问题之前，错误率还需进一步降低。尽管如此，这项演示仍为减少可靠量子计算机所需的硬件提供了一条具体路径。