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消息（余予）谷歌量子人工智能團(tuán)隊(duì)在2021年取得了豐碩的成果。盡管全球性挑戰(zhàn)持續(xù)存在，但谷歌在構(gòu)建完全糾錯(cuò)的量子計(jì)算機(jī)方面依舊取得了重大進(jìn)展，并朝著下一個(gè)硬件里程碑——構(gòu)建糾錯(cuò)量子比特原型機(jī)努力。

與此同時(shí)，谷歌將繼續(xù)致力于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)在各種應(yīng)用中的潛力。這就是為什么谷歌在頂級(jí)期刊上發(fā)表研究成果，與學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的研究人員合作，并擴(kuò)大我們的團(tuán)隊(duì)以引進(jìn)新的人才和專業(yè)知識(shí)。

硬件更新

量子人工智能團(tuán)隊(duì)決心在未來十年內(nèi)構(gòu)建一臺(tái)糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)，并同時(shí)利用其在此過程中學(xué)到的知識(shí)來提供有用的，甚至是變革性量子計(jì)算應(yīng)用程序。這一長(zhǎng)期承諾可概括為量子硬件的三個(gè)關(guān)鍵問題：

1.能否證明量子計(jì)算機(jī)在特定任務(wù)中的性能可以超越當(dāng)今的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)？谷歌在2019年展示了“量子優(yōu)越性”。

2.可以建立一個(gè)糾錯(cuò)量子比特的原型嗎？為充分發(fā)揮量子計(jì)算機(jī)的潛力，需要實(shí)現(xiàn)量子糾錯(cuò)，以克服計(jì)算過程中存在的噪聲。作為朝這個(gè)方向邁出的關(guān)鍵一步，谷歌的目標(biāo)是通過在多個(gè)物理量子位上冗余地編碼量子信息來實(shí)現(xiàn)量子糾錯(cuò)的原語，證明這種冗余會(huì)導(dǎo)致使用單個(gè)物理量子位的改進(jìn)。這是谷歌目前的目標(biāo)。

3.可以構(gòu)建一個(gè)在任意長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都沒有錯(cuò)誤的邏輯量子位嗎？邏輯量子位在多個(gè)物理量子位之間對(duì)信息進(jìn)行冗余編碼，并且能夠減少噪聲對(duì)整體量子計(jì)算的影響。將幾千個(gè)邏輯量子位放在一起將能夠?qū)崿F(xiàn)量子計(jì)算機(jī)在各種應(yīng)用中的潛力。

谷歌構(gòu)建糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)之旅的交互式地圖

構(gòu)建糾錯(cuò)量子比特原型的進(jìn)展

今天嘈雜的量子計(jì)算機(jī)與未來完全糾錯(cuò)的量子計(jì)算機(jī)之間的距離是巨大的。2021 年，谷歌在縮小這一差距方面取得了重要進(jìn)展，他們構(gòu)建了一個(gè)原型邏輯量子位，其誤差小于其芯片上的物理量子位的誤差。