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23.06.2026
17:23

量子计算突破:IBM Heron处理器上逻辑量子比特存活率达96%

量子计算机

悉尼大学的一组研究人员与IBM工程师合作,在量子计算领域迈出了重要一步。他们成功将逻辑量子比特的存活率提升至96%,这一成果基于最新的156量子比特超导处理器IBM Quantum Heron r2。

阻碍容错量子计算(FTQC)发展的关键问题之一是所谓的“空闲噪声”。这种效应发生在计算周期中间对量子比特进行中间测量时。当前的纠错系统需要定期进行内部检查,但在这些暂停期间,处理器的其他组件会失去稳定性,从而引发新的故障。

为解决这一问题,物理学家们彻底重新设计了纠错电路的架构。主要目标是大幅缩短计算暂停时间。通过优化算法,逻辑量子比特在单次纠错周期中的存活率从不到90%提升至令人瞩目的96%。

项目负责人兼悉尼纳米研究所所长史蒂芬·巴特利特解释说,这种空闲过程在计算的每个阶段都会重复发生,而其他元件的被迫暂停成为可靠运行的严重障碍。新方法能够最大限度地减少这一影响。

尽管这一结果是在实验室条件下、基于单一处理器并在单个资助项目框架内取得的,但此类研究对整个行业至关重要。可扩展性和容错性仍然是量子计算机实际应用道路上的主要障碍。

此前,IBM曾宣布计划在2026年底前实现首批经过验证的量子优势案例。逻辑量子比特存活率达到96%是朝着这一目标迈出的重要一步。

专家观点: 将逻辑量子比特存活率从90%提升至96%不仅仅是渐进式的改进。它证明了“空闲噪声”问题可以在架构层面得到解决。如果这种方法能够扩展到更大的系统,我们可能会看到量子优越性的实现速度显著加快。对于加密行业而言,这是一个信号:后量子密码学时代正以比许多人预期更快的速度到来。