导言:
纠错的前提就是单个元件的保真度要够高,否则怎么都纠不过来。
■ 视频链接:
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本视频发布于2022年4月20日,点赞量已达3.1w
■ 精彩呈现:
众所周知,量子计算是重要的科技前沿之一,有望快速破解密码、设计新材料、新药物等等。我多次介绍过量子计算的成果,但同时我也每次都提醒大家,这些成果都属于演示,量子计算目前还没有能实用的。
在未来5至10年中,业界希望用量子计算机解决一些有实用价值的问题,为此需要两方面的进步。一是增加量子比特数,这个人人都能理解。二是提高量子比特的保真度,这个就比较专业,大多数人没听说过。实际上,如果保真度不够,再多的量子比特也没用。这是因为量子比特都是非常敏感的微观器件,很容易受环境的影响失灵。为了得到准确的结果,就需要纠错。而纠错的前提就是单个元件的保真度要够高,否则怎么都纠不过来。
最近,阿里达摩院量子实验室取得了重要进展。他们的单量子比特门保真度达到了99.97%,双量子比特门保真度达到了99.72%。此前的纪录是99.2%,来自美国马里兰大学的团队。你也许会觉得,99.72%跟99.2%也没差多少啊?其实应该看出错的概率,即0.28%对0.8%,这就能看出是三倍的进步了吧?
具体而言,达摩院用的量子比特体系叫做fluxonium,磁通量子比特,听不懂的记“弗拉克索尼”就行了。以前业界的主流叫做transmon,传输线旁路的等离子体振荡量子比特,听不懂的记“传送门”就行了。弗拉克索尼在保护范围和能量弛豫等方面优于传送门,但在工作频率和工作速度等方面不如传送门,所以以前不能用于量子计算。达摩院改进了弗拉克索尼的设计,结合了两者的优点,从而实现了各方面性能的提升,尤其重要的是可以进行量子计算了。将来,我们就有望基于达摩院的成果实现大规模的、可纠错的、有实用价值的量子计算。
我以前多次介绍过谷歌和中国科学技术大学等单位的量子计算成果,显然美国是以企业为主,中国是以科研机构为主。现在像阿里达摩院这样的中国企业也迎头赶上,真是可喜可贺。希望越来越多的企业投身未来科技,为国家、为人类做出更大的贡献。
■ 扩展阅读:
■ 作者简介:本文作者袁岚峰,中国科学技术大学化学博士,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员,中国科学技术大学科技传播系副主任,中国科学院科学传播研究中心副主任,科技与战略风云学会会长,“科技袁人”节目主讲人,安徽省科学技术协会常务委员,中国青少年新媒体协会常务理事,中国科普作家协会理事,入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物,微博@中科大胡不归,知乎@袁岚峰(https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8)。
■ 责任编辑:陈昕悦
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