戍天九思：里程碑！中国找到量子纠错“金钥匙”

lameihua

　　据12月24日《科技日报》报道，中科大潘建伟团队基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，演示了逻辑错误率随码距增加而显著下降。这一成果使得我国达到了“低于阈值，越纠越对”的关键里程碑，同时也开辟了一条较美国谷歌公司更为高效的“全微波控制”新路径，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。12月22日，该成果以封面论文和“编辑推荐”的形式发表于《物理评论快报》。

　　早在2022年11月，潘建伟院土说，期望未来5年实现量子纠错，再用10-15年构建通用量子计算机。这次里程碑式突破，说明中国找到了量子纠错金钥匙！

　　量子纠错：从演示机到实用机的分水岭

　　此前，量子计算机就像一个“玻璃做的引擎”，虽然算力惊人，但极其脆弱，稍微一点干扰就会出错。而且为了纠错引入的额外量子比特本身也会出错，导致“纠错带来的错误 > 纠正掉的错误”，即“越纠越错”。

　　这次“祖冲之3.2号”的突破，证明了我们可以让系统的物理错误率低于“纠错阈值”。这意味着：

　　一方面，有了正向收益。随着我们投入更多的量子比特进行编码，逻辑错误率会指数级下降。

　　另一方面，开启实用化大门。这是构建大规模、通用、容错量子计算机的必要前提。没有这一步，所有关于量子计算改变世界的蓝图都只是空中楼阁。

　　技术路线的“弯道超车”——全微波架构

　　这不仅仅是“我们也做到了”，而是“我们找到了更好的方法”。

　　对比谷歌的“垂柳处理器”——谷歌在2025年2月也实现了类似突破，但它们使用的是“直流脉冲”方案。随着比特数增加，这种方案需要极其复杂的布线，就像给成千上万个灯泡每个都拉一根独立的电线，硬件开销巨大，很难扩展到百万级比特。

　　中国方案——祖冲之3.2号：独创了“全微波量子态泄漏抑制架构”。微波信号具有“频分复用”的天然优势，就像一根光纤可以传输无数路电话一样。这使得我们的硬件效率更高，扩展性更强。

　　战略价值：我们为未来构建百万比特级量子计算机提供了一条更具工程可行性的技术路径。这不仅是中国在量子赛道上与美国“双雄并立”的证明，更是在关键节点上实现了路径创新。

　　核心瓶颈的突破——搞定“泄漏错误”

　　在量子计算中，有一种非常致命的错误叫“泄漏错误”——量子比特跳出计算能级。以前随着系统变大，这种错误会累积，导致计算崩溃。

　　“祖冲之3.2号”成功抑制了这种泄漏，使得系统在码距扩大到7时，逻辑错误率依然能下降——错误抑制因子达1.4。这证明了我们对量子态的操控精度已经达到了世界顶尖水平。

　　该成果为我国在量子芯片、低温控制、量子软件等上下游产业链的发展提供了实验验证平台，加速量子计算从实验室走向产业应用的进程。