北京
谷歌量子AI团队在超导量子处理器Willow上，第一次把"魔法状态培养"从论文里的提案变成了硬件上的实测。结果很直接：误差概率降到原来的约四十分之一，生成状态的保真度达到约99.99%。
这项研究由克雷格·吉德尼团队在2024年提出，这次由艾玛·罗森菲尔德等人完成实验验证，论文已发表在《科学》上。桑达尔·皮查伊在社交平台上说，这是"朝着有用的、带纠错的量子计算机又迈出的一步"。
要理解这件事的分量，得先知道魔法状态是什么。
量子计算机靠量子比特计算，但量子比特对外界干扰极其敏感，必须靠"量子误差纠正"把多个物理量子比特组合成抗错的"逻辑量子比特"。可光有纠错还不够，要跑复杂计算，还需要一种特殊的量子状态——魔法状态。
问题在于，制造高质量的魔法状态代价极高。它需要消耗大量量子比特和计算资源，有可能吃掉量子计算机高达95%的处理能力。更麻烦的是，魔法状态一旦被用于计算就会被消耗掉，必须反复重新生成。
吉德尼团队提出的思路是：不追求一次做出完美的魔法状态，而是先做出带误差的版本，再用测量把有问题的筛掉。具体做法是在处理器的一小块区域里准备魔法状态，用多个量子比特做测量来检查状态，检测到误差就丢弃这次尝试，只有没查出问题的结果才被采用。
这次在Willow上的实测，把误差概率压到了不做培养时的约四十分之一，保真度约99.99%。
但代价也摆在明面上：不是每次尝试都能得到高质量结果。实验中大量尝试因为检出误差被丢弃，最终被采用的只占全部尝试的约8%。
研究团队还做成了另一件事——把培养出来的魔法状态从一个纠错方案搬到另一个。他们用适合培养的"颜色码"方式生成量子状态，再转移到研究更广泛的"表面码"方式上。这一步对将来把培养出的魔法状态真正用进量子计算机很关键。
当然，这不等于实用量子计算机已经到手。实验确实做出了低误差的魔法状态，但要在大规模量子计算中持续使用，还需要更多量子比特参与验证，以及技术上的继续打磨。
谷歌方面的说法是，这次研究证明了原本停留在理论层面的魔法状态培养，在真实量子处理器上也能跑通。团队接下来的方向，是把它扩展到更大规模的系统里。
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