,Google Quantum AI团队的工作环境
,权威专家的反
应,量子计算的教主和旗手，美国计算机科学家Scott Joel Aaronson在他的博客也做了一些点评，尽管整体上比较积极乐观，但话里话外还是有一些玄机。,比如，Aaronson要读者明确，进步大体上符合多数人的预期：,他谈到最重要的是量子容错跨过了门槛，但离“真正的”容错量子比特还有距离：,Aaronson也谈到了谷歌这次秒杀超算10^25年的“量子霸权实验”：,他指出这里“10^25年”结果的最大问题，也就是谷歌量子芯片的计算结果没有直接的验证。他担心谷歌没有给予足够的关注：,以色列数学家和计算机科学家，量子计算怀疑论者Gil Kalai则在博客上写道：,Gil Kalai还在这篇博文中谈到了量子计算炒作和比特币的问题：,跨越量子纠错的门槛,正如Aaronson所说，这次值得称道的，不是无法直接验证的“量子霸权”实验，而是量子容错跨过了门槛。,对于实用的量子计算机的主要困难，和对其中炒作的重新审视，心智观察所此前在《美国开始重新审视量子计算机，这对中国很重要》一文中已经做了详细介绍。,这次Google Quantum AI团队在《自然》杂志上发表的论文，其重要成果是跨过了量子纠错的阈值，这又是怎么回事呢？,构建量子计算机的研究人员面临的中心挑战，是如何用不完美的部件构建出完美的机器。他们的基本构建块，也就是量子比特，对外界干扰极其敏感。今天的原型量子计算机过于容易出错，无法做任何有用的事情。,上世纪90年代，研究人员为克服这些错误奠定了理论基础，称为量子纠错。关键思想是诱使一组物理量子比特协同工作，作为一个单一的高质量“逻辑量子比特”。然后计算机将使用许多这样的逻辑量子比特进行计算。他们通过将许多有缺陷的组件转化为较少的可靠组件来制造那台完美的机器。,这种计算的炼金术也有局限，如果物理量子比特太容易失败，纠错反而会适得其反。也就是增加更多的物理量子比特会使逻辑量子比特变得更糟，而不是更好。但如果错误率低于特定阈值，平衡就会倾斜：你增加的物理量子比特越多，每个逻辑量子比特就变得越有弹性。,这次谷歌团队终于跨越了这个阈值。他们将一组物理量子比特转化为一个逻辑量子比特，随着他们向该组添加更多的物理量子比特，逻辑量子比特的错误率急剧下降。,考虑一台经典计算机，信息表示为一串比特，0或1。任何随机的故障，如果翻转了比特的值，都会导致错误。为了防范错误，可以将信息分散到多个比特上，每个0重写为000，每个1重写为111。如果一组中的三个比特不是全部具有相同的值，你就会知道发生了错误，多数投票将修复错误的比特。但如果三元组中的两个比特同时出错，多数投票将返回错误的答案。,如果增加每个组中的比特数量，比如五比特，虽然这种更大的代码可以处理更多的错误，你也引入了更多可能出错的方式。只有当每个单独比特的错误率低于特定阈值时，净效应才是有益的，比如五比特版本可以容忍每个组中的两个错误。,在量子世界中，情况更加棘手。量子计算中的每一步都是另一个错误源，纠错过程本身也是如此。更重要的是，没有办法在不不可逆地干扰它的情况下测量量子比特的状态。所以，起初许多研究人员认为量子纠错是不可能的。推荐阅读：