Google 公布成功實驗量子電腦糾錯技術 有望開發出實用量子電腦

Google公佈一項技術突破,可打造具糾錯(error-correction)能力的量子電腦,有助加速實際應用。

Google 公佈一項技術突破,可打造具糾錯 (error-correction) 能力的量子電腦,有助加速實際應用。

量子電腦很容易發生錯誤,使其計算變得不穩定,量子錯誤 (quantum errors) 也是開發實用量子電腦的主要障礙之一。在一篇《自然》期刊的論文中,Google 量子 AI 部門研究人員宣稱已找到方法大幅降低量子電腦的錯誤,而隨著系統愈來愈大,使其達到「損益平衡點」,研究人員相信這將能實現量子電腦的商業價值。

量子電腦的原理是以演算法讓量子位元聯合作用,但量子位元十分敏感,因此熱、振動甚至光線都可能造成量子位元不穩定而發生錯誤。而隨著量子電腦愈來愈強大,問題也日益嚴重,也會影響量子演算法的效果。因此量子糾錯技術成為發展量子運算的當務之急。

Google 研究人員發現可以利用「邏輯量子位元」擴大表面碼 (surface code),藉此減少量子錯誤。「邏輯量子位元」是由一組實體量子位元組成。 Google 量子 AI 部門工程師在打造 72 量子位元電腦計畫中,以 2 個表面碼進行測試。一個由 49 量子位元組成的邏輯量子位元發展而成,另一個則來自 17 量子位元的邏輯量子位元。實驗顯示,由前者發展出的表面碼比較小一組發展出的效果更好。

Google 執行長 Sundar Pichai 說,這項發現是量子電腦發展的重要里程碑,他們的新方法將量子位元編碼成一組(即邏輯量子位元),而非以個別實體量子位元來運作,有助於大幅減低錯誤率,提升量子演算法的效果。他說這是人類首次成功實驗擴大邏輯量位位元,也是目前知道唯一能製造錯誤率夠低,能產生有用計算的大型量子電腦的方法。

Google 研究人員也公佈打造具糾錯能力的量子電腦開發藍圖。 Google 目前已有 1 邏輯量子位元系統的原型,預計最早 2025 年推出可持續存在的 1 邏輯量子位元系統。

Pichai 說,這項技術突破讓 Google 得以實現量子電腦的潛力,用於辨識新分子,發展新藥物、開發更省能源的肥料、發現永續能源,以及加速其他科學研究進展。

但 Pichai 也說,這還有長路要走,因為要真正釋放量子電腦威力,還需要更多突破性技術以使邏輯量子位元加大到數千,包括低溫控制晶片到量子位元的設計和材料等。

來源:Silicon Angle

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