最新發(fā)表在國際著名學術(shù)期刊《自然》上的一篇論文介紹了一個重要的科學突破 —— 研究人員成功開發(fā)出一個具有量子處理能力的IBM127量子比特處理器。該處理器在無需糾錯的情況下，能夠超越傳統(tǒng)經(jīng)典計算，標志著量子計算又邁向了潛在可用的近未來。

該論文指出，量子計算的關鍵目標是展示超越經(jīng)典計算的潛力，并高效地執(zhí)行特定任務。實驗中，研究人員使用了一個包含127個量子比特的處理器，并運行了60層的電路深度。在這個量子電路中，他們使用了大約2800個二量子比特門（作為經(jīng)典計算機邏輯門的量子版本）。通過這種電路，可以產(chǎn)生非常龐大且高度糾纏的量子態(tài)，其特性對于經(jīng)典計算機來說很難進行可靠的數(shù)值近似。但研究人員證明，他們的量子計算機能夠通過準確測量期望值來估計這些態(tài)的性質(zhì)，而不會引入過多的計算錯誤。巨大態(tài)的制造和測量需要高質(zhì)量的芯片制造和后期處理方法來抑制噪音干擾。

實現(xiàn)超越經(jīng)典計算并高效執(zhí)行任務是量子計算的關鍵目標，但要達到這個目標還需要應對許多實際挑戰(zhàn)。其中包括保持低錯誤率、克服量子系統(tǒng)及環(huán)境帶來的噪聲干擾以及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相對于經(jīng)典計算的優(yōu)勢。在當前技術(shù)水平下，容錯性仍然具有難度。盡管現(xiàn)有的量子處理器已經(jīng)在某些特定但人工構(gòu)建的問題上超越了傳統(tǒng)計算機，但噪聲問題限制了當前或近未來嘈雜量子計算機在執(zhí)行實用（對研究目的有意義）量子計算方面的可行性。

來自瑞典查爾姆斯理工大學的格蘭·文丁和喬納斯·白蘭德爾對此進行了評價，他們指出：“這一次的量子優(yōu)勢在于規(guī)模而不是速度——127量子比特編碼了一個巨大的態(tài)空間，而傳統(tǒng)計算機無法具備如此大的內(nèi)存容量。”

該論文的發(fā)表代表著量子計算領域取得的重要進展，將為未來的量子計算研究和應用提供新的前景和方向。

編輯：黃飛