网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

谷歌量子芯片新突破:错误率降40倍,代价是扔掉92%结果

0
分享至

量子计算机有个让人哭笑不得的毛病:它算得越快,错得也越离谱。


这话不是吐槽,是物理规律。量子计算机之所以能解决传统超级计算机啃不动的问题,靠的是量子态那种"既在这里又在那里"的叠加特性。但这份能力同时也是它的软肋——周围环境里一丁点干扰,就能把量子态搅乱,错误一旦冒头,整场计算可能直接跑偏。

所以量子计算领域一直有个尴尬的现实:一台真正能用的量子计算机,可能要把大部分资源花在"确保自己没算错"上,而不是花在计算本身。

谷歌的研究人员最近在《Science》上发表论文,展示了一种让量子计算明显不那么容易出错的新方法,名字起得相当贴切——"魔法态培育"(magic state cultivation)。

论文中写道:"我们的结果在实验上确立了魔法态培育是应对量子计算最重要挑战之一的可行方案。"

要理解这件事的意义,得先搞清楚"魔法态"是什么。

量子计算机需要纠错,这已经是常识。它用多个物理量子比特来保护一个逻辑量子比特里编码的信息。但即便有这层保护,还有另一个麻烦:复杂量子计算里有些操作,天生就比别的操作难做可靠。

物理学家为此发明了"魔法态"——提前准备好的量子态,让计算机能在不破坏纠错机制的前提下,完成那些高难度操作。

问题在于,每个魔法态只能用一次。用完就没了,得不断补充新的。而制备魔法态本身就是个苦活:制备过程中错误会悄悄混进来。

传统做法叫"魔法态蒸馏":拿一批不完美的魔法态,加工处理,产出数量更少但更可靠的成品。有效,但代价是大量量子硬件和计算时间。

2024年,谷歌研究人员开始琢磨另一个思路——魔法态培育。

打个比方可能更好懂。魔法态蒸馏像是种一整间温室的玫瑰,然后从中挑出几株冠军级品种。魔法态培育则相反:只种一株,全程精心照料、修剪,一旦发现长歪了就扔掉,换颗种子重来。最后你得到一株真正出色的植株,而且不需要一整间温室。

这个思路的目标不是做出比传统方法更好的魔法态,而是用更少的资源做出质量相当的魔法态。

现在,谷歌团队在自家的 Willow 量子处理器上把这个想法跑通了,结果看起来不错。

使用魔法态培育后,研究人员把制备过程中的错误降低了约 40倍,产出的魔法态保真度至少达到 99.99%。

但天下没有免费的午餐。为了达到这个可靠性水平,他们不得不丢弃大部分尝试——在最严格的运行条件下,只保留了大约 8% 的结果。

过程中还出了个诡异的岔子,反倒带来了另一个小突破。

证明一项量子技术真的有效,本身就是难题。面对一个培育出来的魔法态,你怎么准确测量一个错误率如此之低的东西?

据谷歌在一篇博客文章中所述,谷歌量子物理学家 Emma Rosenfeld 第一次测试培育技术时,结果看起来像是违反了物理定律。团队花了几个月排查,才把问题追溯到测量保真度的方法本身:实验室设备的微小波动,包括温度变化,引入了噪声,让团队惯用的测量手段变得不可靠。

他们最终开发出一种叫 "回踢层析"(kickback tomography) 的新技术,得以在不被此前干扰扭曲的情况下评估培育态的可信度。

最后,团队还演示了培育出的魔法态可以被转移进一个更大的量子纠错码中——这是让它真正投入量子计算的关键一步。这一步不算完美收官:更大的纠错码引入了额外错误。但这就是下一块要啃的硬骨头。

尽管如此,结果已经说明魔法态培育能在真实量子硬件上跑起来,为那些资源消耗巨大的传统方法提供了一个有前景的替代选项。

研究人员在论文中写道:"最终,这些发现将魔法态培育从理论研究转变为实验现实,为超导处理器中的通用逻辑提供了一条实用路径。"

该研究已发表在《Science》上。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
整个亚洲都要危险了?日本突然传出坏消息,各国必须高度警惕

整个亚洲都要危险了?日本突然传出坏消息,各国必须高度警惕

林杰论事
2026-10-19 00:42:09
炸串女摊主被顾客差评后跳河轻生,家属:对方购买10元炸菜为自选模式,因对菜量不满,在多平台发布“避雷”帖;警方介入调查

炸串女摊主被顾客差评后跳河轻生,家属:对方购买10元炸菜为自选模式,因对菜量不满,在多平台发布“避雷”帖;警方介入调查

大爱三湘
2026-10-18 19:14:26
杜兰特怒怼太阳老板:你搞得像我犯了DUI

杜兰特怒怼太阳老板:你搞得像我犯了DUI

慢享生活集
2026-10-18 10:49:09
形势挺严重了!这5个行业,工资都发不下来了!

形势挺严重了!这5个行业,工资都发不下来了!

职场资深秘书
2026-10-16 19:47:24
卫报:曼联的问题是高层的无能而非卡里克;主帅永远是替罪羊

卫报:曼联的问题是高层的无能而非卡里克;主帅永远是替罪羊

懂球帝
2026-10-19 12:20:06
黄磊带黄多多外出交际!多多谈吐落落大方,一旁袁弘看得挪不开眼

黄磊带黄多多外出交际!多多谈吐落落大方,一旁袁弘看得挪不开眼

观鱼听雨
2026-10-18 23:51:08
越南新娘嫁到浙江18年,第一次回娘家,丈夫给了她一箱方便面

越南新娘嫁到浙江18年,第一次回娘家,丈夫给了她一箱方便面

流萤叙情
2025-09-05 18:22:25
“让企退人员闭嘴”翻车!千万人的民生事,凭什么不让人表达观点

“让企退人员闭嘴”翻车!千万人的民生事,凭什么不让人表达观点

笑熬浆糊111
2026-09-21 08:59:01
“这跟内衣有啥区别?”中学女儿的外出穿搭,让母亲绷不住了

“这跟内衣有啥区别?”中学女儿的外出穿搭,让母亲绷不住了

世界圈
2026-09-22 15:46:08
韩国海警擅离吃饭,170亿韩元的舰艇“泡汤”报废了

韩国海警擅离吃饭,170亿韩元的舰艇“泡汤”报废了

观察者网
2026-10-18 20:51:53
新娘临时要20万下车费,新郎说去筹钱却未归,新娘赶到公婆家愣了!

新娘临时要20万下车费,新郎说去筹钱却未归,新娘赶到公婆家愣了!

麦子情感故事
2026-10-17 22:50:39
大势已定!再过一年,退休人员必须直面的3个养老真相

大势已定!再过一年,退休人员必须直面的3个养老真相

匹夫来搞笑
2026-10-18 16:02:58
俄罗斯再现公共卫生事件,5人已入院!

俄罗斯再现公共卫生事件,5人已入院!

梅斯医学
2026-10-19 07:55:58
副总裁:刘丁硕就是饭圈,国乒在拆饭圈,他在给饭圈续命

副总裁:刘丁硕就是饭圈,国乒在拆饭圈,他在给饭圈续命

刘笤说体坛
2026-10-18 18:49:04
她仅用十年从村支书升任湖南省委书记,却在4年后选择辞职,这是为何?

她仅用十年从村支书升任湖南省委书记,却在4年后选择辞职,这是为何?

旧闻档案馆
2026-10-19 06:45:19
“山姆品质暴跌你还敢去吗”热搜第一,山姆会员商店相关负责人回应每经:热搜视频系AI造假

“山姆品质暴跌你还敢去吗”热搜第一,山姆会员商店相关负责人回应每经:热搜视频系AI造假

每日经济新闻
2026-10-19 12:20:42
十元快剪不该管,理发店该醒醒了

十元快剪不该管,理发店该醒醒了

静暖文字
2026-10-18 13:34:17
连续第4年全联盟最老!老詹将迎来第24年,还有三人也将打满20年

连续第4年全联盟最老!老詹将迎来第24年,还有三人也将打满20年

无术不学
2026-10-19 09:36:37
“升糖直接爆了”,家长晒儿子上学早餐,网友:吃完了倒头就睡

“升糖直接爆了”,家长晒儿子上学早餐,网友:吃完了倒头就睡

泽泽先生
2026-09-21 13:37:01
香菜成为焦点!调查发现:经常吃香菜的人,一段时间后或有5变化

香菜成为焦点!调查发现:经常吃香菜的人,一段时间后或有5变化

医学原创故事会
2026-10-14 19:30:11
2026-10-19 12:52:49
地球观察日记
地球观察日记
有态度网友ytd
26文章数 17关注度
往期回顾 全部

科技要闻

王晟:近千亿资金涌入后 具身智能开始退烧

头条要闻

女局长被举报包养未成年 遭"仙人跳"敲诈19万后免职

头条要闻

女局长被举报包养未成年 遭"仙人跳"敲诈19万后免职

体育要闻

从NBA退役10年后,他真去警局上班了

娱乐要闻

演员许君聪近况曝光 婚恋成谜让人唏嘘

财经要闻

三季度GDP,同比增长4.5%

汽车要闻

不知道二代海鸥多好玩? 上赛道跑两圈 很过瘾的

态度原创

时尚
艺术
数码
家居
军事航空

重阳寻香:一炉香,一枚囊,她们以手传香

艺术要闻

17幅 国外画家的静物与人物油画

数码要闻

Pulsar推出eS Xlite趴握鼠标:VAXEE参与研发,1199元

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

军事要闻

乌克兰全国超15处重要能源设施遭俄袭击 泽连斯基发声

无障碍浏览 进入关怀版