IBM与芝加哥大学的研究团队宣布，他们用70个逻辑量子比特完成了一项领先经典方法难以复现的采样任务。整个计算耗时约15分钟。
论文题为《以可验证的高保真度对困难电路采样》，7月28日发布于arXiv预印本平台。IBM随后于7月30日正式公布，《科学日报》8月30日再度报道。
这条消息真正的分量，其实不在"15分钟"。而在于研究者同时给出了一个统计意义上的下界，用来说明这台机器究竟把电路执行得有多准确。
一个比"更快"更难的问题
过去数年，衡量量子优势的主流基准是随机电路采样。
它要求量子计算机生成一种极其复杂的输出分布，复杂到经典计算机无法高效复现。这使其成为测试经典模拟能力边界的有力工具。
但这个基准内含一个悖论。
一旦任务复杂到经典机器无法重演，人们也就同时失去了核验答案是否正确的手段。到最后，除非对量子硬件的内部行为作出很强的假设，验证本身也会变得不可行。
芝加哥大学副教授费弗曼表示，验证仍是确立实验性量子优势的最大挑战之一。
IBM与芝大团队的做法，是给随机电路加入结构。他们论证，这类带结构的电路保持了与随机电路采样相同的计算困难性，同时允许在计算过程中检测错误。
70个逻辑比特的账本
支撑这一结论的，是目前公开报道中规模最大的量子纠错演示之一。
团队运行了70个逻辑量子比特——不同于单个物理比特，逻辑比特通过编码把量子信息包裹起来以抵御噪声。在其上，他们执行了2415次逻辑双比特操作和468个逻辑T门。
这两个数字衡量的是电路复杂度，而在含噪硬件上，复杂度通常意味着保真度的迅速崩塌。
编码带来的收益正在于此：有效逻辑错误率比底层物理错误率低了约一个数量级。这让电路在大量门操作之后仍维持了异乎寻常的高保真度。
相关电路与实验结果已通过开放的"量子优势追踪器"公开，供外界复核。
2029年之前的时间表
IBM研究院主任、IBM院士甘贝塔称，业界"已经牢牢进入量子优势时代"。他补充说，这一里程碑为科学家、开发者与企业信任量子计算机提供了新的基础。
这类表述值得谨慎对待。
量子优势的历史，是一部不断被经典算法改写的历史——2019年谷歌的相关宣称此后被更精巧的经典模拟大幅压缩。站得住的"优势"，通常要等到独立团队反复尝试复现失败之后才能确认。
还需说明的是，这仍是一项采样任务。它证明的是"经典计算机做不到"，而不是"这件事本身有用"——距离药物设计、材料模拟这类被反复许诺的应用，中间仍隔着若干代硬件。
IBM自己的时间表倒是相当明确。公司去年11月发布了120量子比特的Nighthawk处理器与用于验证纠错架构的Loon芯片，并把"量子优势"目标定在2026年底，把首台大规模容错机Starling定在2029年。
按其路线图，Starling将以200个逻辑比特运行一亿次量子门。
从这个角度看，此次实验的价值或许不在速度，而在于它把"可信"变成了一个可以被测量的量。在真正有用的量子计算到来之前，这一步比15分钟更难，也更必要。
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