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科技日報記者?張夢然
《自然》雜志14日報告了一種量子處理器，無需進行糾錯就可超越經(jīng)典計算。這個IBM127量子比特處理器在制造、測量高度糾纏量子態(tài)方面超越了當前最佳經(jīng)典計算方法的能力。這一成果表明，量子計算機可能在近期用于一些特定的計算而無需容錯性（運行量子計算機時避免或快速糾正錯誤使之在控制之下），朝向?qū)嵱每绯隽艘淮蟛健?/p>
IBM127量子比特處理器在制造、測量高度糾纏量子態(tài)方面超越了當前最佳經(jīng)典計算方法的能力。圖片來源：《自然》網(wǎng)站
量子計算的一個關鍵目標是超越經(jīng)典計算、高效執(zhí)行特定任務。為達到這一目標，還需要應對許多實際的挑戰(zhàn)，例如將錯誤率保持在較低水平，穿透量子“噪聲”（來自底層系統(tǒng)或環(huán)境的干擾），擴大量子計算機的規(guī)模。錯誤和噪聲會降低或消除量子計算超越經(jīng)典計算帶來的好處。在現(xiàn)行技術(shù)下，容錯還遙不可及。雖然現(xiàn)有的量子處理器已經(jīng)能夠在一些特定但人為的問題上超越經(jīng)典計算機，但當前或近未來的嘈雜量子計算機能否執(zhí)行有用（如實現(xiàn)研究目的）的量子計算仍有爭議。
IBM托馬斯·J·沃森研究中心科研團隊此次提供了證據(jù)，表明他們的量子芯片能可靠地生成、操縱和測量量子狀態(tài)，這些狀態(tài)復雜到經(jīng)典方法無法可靠地估計其特性。結(jié)果表明，量子機器即使沒有糾錯，也已經(jīng)可以幫助解決一些經(jīng)典計算機束手無策的特定問題（如研究物理模型）。
這一實驗基于一個127量子比特的處理器，運行60層電路深度，約2800個二量子比特門（經(jīng)典計算機邏輯門的量子版）。這一量子電路會產(chǎn)生巨大的、高度糾纏的量子態(tài)，其要求過高，無法通過經(jīng)典計算機上的數(shù)值近似可靠地重現(xiàn)。但該量子計算機可以通過測量期望值精確估計這些狀態(tài)的性質(zhì)，制造和測量了這些巨大態(tài)，卻不產(chǎn)生太多削弱計算的錯誤。
瑞典查爾姆斯理工大學格蘭·文丁與喬納斯·白蘭德爾評價稱：“這一根本的量子優(yōu)勢在于規(guī)模而非速度——127量子比特編碼了一個巨大的態(tài)空間，而經(jīng)典計算機沒有這么大的內(nèi)存。”
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