一项关于纠错量子比特的新演示表明，随着逻辑量子比特规模增大，错误显著减少。运行复杂的量子算法需要逻辑量子比特，即将多个硬件量子比特连接起来，以便检测和纠正错误。通常，为每个逻辑量子比特投入更多硬件量子比特可以提高识别错误的几率，但由于硬件量子比特本身容易出错，增加数量也会提高错误发生的概率。如果硬件错误率过高，扩大逻辑量子比特只会使情况更糟。
目前已有多家公司展示了错误率足够低的硬件，使逻辑量子比特超过盈亏平衡点，即增加量子比特可以提升性能。问题在于，这种提升幅度有限。要达到复杂算法所需的错误率，每个逻辑量子比特可能需要数量高得不切实际的硬件量子比特。周一，Quantinuum宣布，其当前一代硬件可以远超盈亏平衡点进行扩展，逻辑量子比特规模每提升一步，某些性能指标就能提高10倍以上。
这些结果依赖于纠错码。其中的量子比特用于存储数据并进行测量，产生“综合征数据”，用以指示错误是否发生、发生在何处以及如何发生。纠错码的优劣取决于其所需的硬件量子比特数量、所承载的逻辑量子比特数量，以及其距离——这是衡量逻辑量子比特能够承受多少个同时发生的错误的粗略指标。为测试扩展性，研究人员会在距离逐步增大（例如三、五、七）时测量错误率。如果硬件已超过盈亏平衡点，错误率会随每一步下降，而下降的幅度即扩展因子，表明系统超出盈亏平衡点的程度。
扩展因子在实践中至关重要。每一步10倍的扩展因子只需几次增加距离即可大幅降低错误，而接近2的扩展因子则需要多得多的步骤。此前大多数演示显示的下降幅度接近2，这可能意味着每个逻辑量子比特需要数千个硬件量子比特。Quantinuum制造囚禁离子量子计算机，其中每个量子比特都存储在一个离子中。
来源: Ars Technica · 由HeadlinesBriefing整理摘要