【ITBEAR】量子計算機領域的研究正快速推進，然而，量子計算機的穩定性與可靠性問題仍是其投入實際應用的主要障礙。為此，眾多科技巨頭如谷歌和IBM正競相研發量子糾錯技術，以期為實現穩定可靠的量子計算系統奠定基礎。這些公司在量子糾錯技術方面取得的一系列突破性成果，不僅揭示了該技術的巨大潛力，也進一步拓寬了量子計算的邊界。
傳統計算機使用“比特”作為信息處理單元，每個比特只能代表0或1。而量子計算機則使用“量子比特”，它們能同時處于0和1的疊加態，這使得量子計算機在處理某些任務時比傳統計算機更快。然而，量子比特極易受到環境噪聲的干擾，導致錯誤頻發。
目前，最先進的量子計算機在執行量子運算時，最多只能維持幾百次無誤差操作。為了實現量子優勢，即量子設備能完成普通設備無法完成的任務，這一數字必須提升至百萬次甚至數萬億次。科學家們估計，要執行一個具有實用意義的大規模量子算法，量子比特的出錯率需控制在1×10-10以下。然而，現有量子計算機的錯誤率遠高于此，這成為量子計算實現其偉大愿景的最大障礙。
為了克服這一挑戰，多家公司開始關注邏輯量子比特。邏輯量子比特由物理量子比特通過量子糾纏連接而成，它通過將相同數據存儲在不同地方來減少量子計算機的錯誤。谷歌科學家近期發表論文稱，通過向計算機中添加更多物理量子比特來構建邏輯量子比特時，錯誤不會隨著系統的擴大而滾雪球般增長，反而會在達到某個閾值后減少。這一發現為未來實現大規模容錯量子計算奠定了堅實基礎。
與此同時，微軟公司也取得了重要突破。該公司與量子計算公司Quantinuum成功糾纏了12個邏輯量子比特，并創造了有史以來最高的計算保真度。這一突破得益于H2離子阱量子計算機和Azure Quantum量子比特虛擬化平臺的結合。微軟的量子計算機采用一系列磁捕獲的帶電粒子，而非谷歌所使用的超導線，使其能夠采用一種特殊的量子糾錯技術來保護量子信息。
除了構建邏輯量子比特外，科學家們還在探索其他量子糾錯技術。例如，美國耶魯大學的本杰明·布羅克及其同事測試了一種名為玻色編碼的糾錯技術，該方法巧妙地將錯誤分布在量子計算機的振動上。亞馬遜量子計算團隊也展示了另一種名為“范疇量子比特”的玻色編碼技術，其錯誤同樣會隨著系統的擴大而減少。
盡管量子糾錯技術取得了顯著進展，但完全容錯的量子計算系統仍遙不可及。科學家們需要繼續努力探索和創新，以克服量子計算領域的挑戰并實現其巨大潛力。
