《自然》本週發表的一篇論文Exponential suppression of bit or phase errors with cyclic error correction報道，谷歌AI設計的量子處理器“懸鈴木”（Sycamore）實現了錯誤抑制的指數增長。該實驗演示或為可擴充套件容錯量子計算機的開發鋪平了道路。

量子計算機和經典計算機一樣，很容易出現由底層物理系統“噪聲”引起的錯誤。一種解決辦法是在計算機操作中加入一種能在錯誤出現時發現並糾正這些錯誤的方法。一種量子糾錯方法使用量子糾錯碼，透過將多個量子位元（量子資訊的單位，對應經典計算機的位元）當作一個邏輯量子位元，從而在不破壞邏輯量子位元中儲存資訊的情況下，發現並糾正錯誤。為了實現量子計算的潛力，邏輯錯誤率必須保持在很低的水平。

美國谷歌有限責任公司（Google LLC）的Julian Kelly和同事研究了懸鈴木處理器的量子糾錯能力，懸鈴木包含一個54超導量子位元的二維陣列。他們運行了兩種量子糾錯碼：一種是最多由21個量子位元組成的一維鏈重複碼，用來測試錯誤抑制能力；另一種是由7個量子位元組成的二維表面碼，作為與更大碼的設定相容性的原理驗證實驗。作者的研究表明，將重複碼基於的量子位元數量從5個提高到21個，對邏輯錯誤的抑制實現了最多100倍的指數增長。這種錯誤抑制能力在50次糾錯實驗中均表現穩定。

這些結果之所以令人振奮，是因為它們表明量子糾錯可以成功將錯誤率控制在一定範圍內。雖然這個錯誤率還沒達到實現量子計算機潛力的閾值，但本文的結果表明，懸鈴木架構或已逼近這一閾值。

懸鈴木處理器的穩定電路。來源：Kellyet al。

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