新智元报道
编辑：编辑部
【新智元导读】继三年前实现「量子霸权」后，谷歌今天宣称，首次通过增加量子比特来降低计算错误率，创下第二个里程碑。
2019年，谷歌首次宣称实现量子霸权，创下首个里程碑。
3年之后，这家公司宣布已经达到通往构建大型量子计算机道路上的第二个关键里程碑（M2）。
即有史以来首次通过增加量子比特来降低计算错误率！
官方博客称，量子纠错（QEC）通过多个物理量子比特，即「逻辑量子比特」，对信息进行编码。
这一方法被认为是大型量子计算机降低错误率来进行计算的唯一方法。
最新研究成果已发表在Nature期刊上。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05434-1
不说别的，这篇论文阵容有多强大，瞅瞅作者数量就知道了。
有150多位科学家参与了本次研究。
物理量子比特到逻辑量子比特
2020年，谷歌曾发布了一份量子计算路线图，共有六个关键里程碑。
量子霸权第一，而当前最新成果代表了M2。
最后一个里程碑M6是实现100万个物理量子比特组成的量子计算机，编码1000个逻辑量子比特，到那时便可以实现量子计算机商业应用的价值。
为什么要纠错呢？需要明确的是，所有计算机都会出错。
要想量子计算机能够处理普通计算机无法解决的问题，比如将大整数分解为素数，纠错是不可避免的。
对于普通计算机来讲，其芯片以位（可以表示0或1）的形式存储信息，并将一些信息复制到冗余的纠错位中。
当发生错误时，芯片可以自动发现问题并进行修复。
然而，在量子计算中，却无法做到这一点。量子比特是量子信息的基本单位，量子比特是0和1的量子叠加。
如果一个量子比特的完整量子态不可挽回地丢失，则无法读出信息，也就意味着它的信息不能简单地复制到冗余量子比特上。
现在，谷歌量子团队找到了一种全新的量子纠错方案：
即通过在一组物理量子，而不是单个量子中编码信息的量子比特，称为「逻辑量子比特」。
量子计算机可以使用一些物理量子比特来检查逻辑量子比特的状况并纠正错误。物理量子比特越多，就越能降低错误发生率。
另外，使用多个量子比特进行量子纠错的优势在于它可以不断扩展（Sacling）。当然，物极必反，添加更多量子比特也会导致其中两个量子同时受到错误影响的机会。