在量子力学中,错误不仅仅是一种恼人的干扰,更是一个根本性问题,阻碍着从实验原型向实际计算系统的过渡。悉尼大学和IBM的研究团队取得了一项突破,揭示了量子计算的主要“杀手”之一——在操作过程中直接进行的测量,用于纠正故障。事实证明,监控过程本身会引发新的、更隐蔽的错误。
测量作为不稳定的根源
传统上认为,持续监测量子比特状态是防止退相干的保障。然而,这项研究表明,作为纠错算法不可或缺的一部分,测量行为会产生寄生干扰,这些干扰不断累积,破坏逻辑量子比特的完整性。科学家不仅识别出了这一机制,还提出了具体方法来降低其影响。
提高可靠性的实用解决方案
所开发的方法显著提升了逻辑量子比特的稳定性——逻辑量子比特是容错系统的基本构建块。这意味着量子计算机能够执行长时间、复杂的计算,而不会出现关键性错误累积,这在以前是无法实现的。这些结果为创建能够解决经典超级计算机无法胜任的任务的机器铺平了道路——从分子模拟到金融投资组合优化。
专家观点: 这一步可以类比于经典计算中纠错码的发明——没有它们,就不会有互联网或现代处理器。如果这些数据得到证实并实现规模化,我们将见证从“原始”量子实验向工业计算器的转变。对于加密行业来说,这是一个信号:对量子攻击的抵抗力不再是一个理论威胁,而成为未来几年内需要面对的现实问题。