2025-12-24 新闻 136
完了容错通用量子打算机的必要条款是通过量子纠错扼制量子比特的特地率以繁华大畛域集成的要求。
自如日报记者从中国科学手艺大学获悉，潘建伟、朱晓波、彭承志和陈福升等东谈主，基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的名义码上完了了低于纠错阈值的量子纠错，演示了逻辑特地率随码距加多而权臣下跌。这一效力使得我国达到了“低于阈值，越纠越对”的枢纽里程碑，同期也诱导了一条较好意思国谷歌公司更为高效的“全微波截止”新旅途，为翌日大畛域容错量子打算奠定枢纽手艺基础。12 月 22 日，该效力以封面论文和“裁剪保举”的模式发表于《物理评述快报》，好意思国物理学会《物理》栏目进行专题报谈。
【各人量子纠错研究的焦点】
名义码是当今最锻真金不怕火的量子纠错决议之一。通过名义码将多个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特，旨趣上跟着物理比特数量（即码距）的加多，逻辑比特的特地率大致连续缩短。
然则，量子纠错需要引入宽敞稀奇的量子比特和量子门操作，导致更多的噪声源和特地通谈。要是物理量子比特的原始特地率过高，增大纠错码距带来的稀奇特地反而会并吞纠错带来的收益，导致“越纠越错”。在统统特地类型中，“表示特地”尤为致命——量子比特会脱离预定的打算能级，投入无法通过名义码径直翻新的无效景况。跟着系统畛域的扩大，表示特地的积贮效应将成为阻难纠错性能扶助的主要瓶颈。
因此，各人量子纠错研究的焦点在于连续缩短物理比特的各种特地水平，越过是扼制表示特地，使系统的全体操控精度冲破一个严苛的“纠错阈值”。独一逾越这一阈值，量子纠错才智产生正向净收益，完了“越纠越对”的理念念效果。完了“低于阈值”的量子纠错，因而成为测度量子打算系统能否从实践室原型走向实用化的枢纽分水岭。
【低于阈值，越纠越对】
中国科大超导量子打算研究团队在海外上较早布局名义码量子纠错研究。2022年，研究团队基于“祖冲之2号”超导量子处理器最初完了了码距为3的名义码逻辑量子比特，初度考据了名义码决议的可行性。2023年，谷歌完了了码距为5的名义码纠错。受限于那时较高的物理量子比特各种特地水平，以上职责齐未能信得过冲破纠错阈值。
2025年2月，谷歌团队操纵其“垂柳”处理器，修复了一种基于直流脉冲的量子态表示扼制枢纽，在码距为7的名义码上完了了低于阈值的逻辑比特。然则，该手艺道路对量子处理器的芯片架构（如比特盘曲洽模式）施加了较多阻挡。同期，跟着量子比特数扩张，这种决议在极低温环境下需要复杂的布线，硬件资源支出极大。
2025年底，中国科大团队基于107比特“祖冲之3.2号”量子处理器，冷漠并成效实施了一种全新的“全微波量子态表示扼制架构”。在“祖冲之3.2号”处理器自己具备的高精度单双比特门操作、长联系时候等优异性能基础上，研究团队迷惑全微波量子态表示扼制架构，完了了码距为7的名义码逻辑比特。实践终结显现，逻辑特地率随码距加多权臣下跌，特地扼制因子达到1.4，解说了系统已职责在纠错阈值之下，成效达到了“越纠越对”的沟通。同期，全微波量子态表示扼制架构具有自然的频分复用特色，在硬件效力和扩张性上较谷歌的手艺道路具有权臣上风，为翌日构建百万比特级量子打算机提供了一种更具上风的贬责决议。
