再传捷报，近日潘建伟院士团队传来重磅消息，基于107比特的“祖冲之3.2号”超导量子处理器，他们实现了“低于阈值、越纠越对”的量子纠错突破，相关成果还登上了《物理评论快报》封面，这意味着中国离实用化量子计算机又近了一大步。
可能有人会问，量子纠错到底是啥？为啥“越纠越对”这么重要？简单说，量子比特特别“娇贵”，稍微受点环境干扰就会出错，就像刚写好的作业被风吹得满页乱码。量子纠错就是用多个“物理比特”保护一个“逻辑比特”，比如用9个比特记录同一个信息，一旦有个别出错，就能通过多数表决修正。但这里有个关键：如果原始错误率太高，修正时反而会引入更多错，变成“越纠越错”；只有突破“纠错阈值”，才能实现“人多力量大”的效果，也就是比特越多、纠错越准。
潘建伟团队这次就啃下了这个硬骨头。他们给“祖冲之3.2号”装了个“全微波量子态泄漏抑制架构”，相当于给量子比特加了层“防护盾”，能有效防止比特“跑错能级”。实验结果显示，当“码距”从3提升到7时，逻辑错误率反而显著下降，错误抑制因子达到1.4，这就证明系统已经跨过了“纠错阈值”，真正实现了“越纠越对”。
更厉害的是，中国的技术路线比谷歌还高明。去年谷歌用“垂柳”处理器也实现了类似突破，但它用的是直流脉冲技术，不仅对芯片架构要求高，还得在极低温环境下布复杂线路，以后想扩展到百万比特级，硬件成本会高到离谱。而咱们的“全微波架构”就不一样了，像手机用不同频段传信号似的，能在同一芯片上高效控制多个比特，硬件效率和扩展性都远超谷歌，相当于用更省钱的方案，达到了同样甚至更好的效果。
话说回来，这个突破对咱们普通人有啥影响？现在的量子计算机还停留在“原型机”阶段，只能做些简单计算，但一旦实现大规模容错量子计算，变化可就大了：比如破解现有密码只需要几小时，而现在的超级计算机得算上千年；新药研发时，能精准模拟分子结构，不用再靠大量试错；甚至天气预报能精确到街区，极端天气预警时间能提前好几天。朱晓波教授就说，这次突破是“从实验室走向实用化的关键分水岭”，相当于给量子计算机装上了“稳定器”。
可能有人会担心，咱们的技术跟国际比到底啥水平？目前中美是量子计算第一方阵，之前谷歌先实现码距7的纠错，但咱们用更优的技术路线追了上来，而且“祖冲之3.2号”的单比特门、两比特门精度都比前代提升不少，后续还计划把码距扩展到9和11，朝着百万比特级量子计算机迈进。可以说，在实用化量子计算的赛道上，中国已经走在了前列。
从“祖冲之二号”实现“量子优越性”，到现在突破量子纠错阈值，中国量子计算正在一步步扎实推进。未来随着技术不断成熟，说不定用不了十年，咱们就能用上真正的量子计算机，到时候很多现在觉得不可能的事，都会变成日常——而这一切，都始于今天这个“越纠越对”的关键突破。
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