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风云之声|| 返朴，量子计算的下一个超级大挑战( 六 )


Google计划在十年内建造一台这样的机器 。 乍看上去这显得很荒谬 。 超导量子比特需要冷却到接近绝对零度的温度 ， 被置于一个房间大小的所谓恒温器中 。 百万量子比特的量子计算机需要一个有上千个恒温器的超级工厂 。 不过Google的研究人员认为他们可以让设备更紧凑 。 Neven说：“我不想剧透 ， 不过我们相信我们已经想到办法了 。 ”
其他的研究者在研究不同的方案 。 Google的方案需要1000个物理比特来编码一个逻辑比特 ， 因为他们的芯片只允许量子比特之间有近邻相互作用 。 如果更远距离的量子比特也能发生相互作用 ， 需要的物理比特数量将会少得多 ， IBM的Gambetta说 ， “如果我能做到这点 ， 量子纠错所要的这些荒谬恐怖的比特数开销就会急剧下降” 。 所以IBM的研究者们正在探索量子比特之间有更长程相互作用的纠错方案 。
没人愿意预言还需要多长时间能掌握量子纠错 。 但是时候把这个问题提到最紧迫的日程上了 ， Rigetti说 。 “迄今为止 ， 实质上所有自认为是量子纠错专家的都是理论家 。 我们必须把这个领域变成实证的 ， 在真实的机器上产生的真实的数据基础上做真实的量子反馈 。 ”
量子霸权定格在了2019 ， 而量子纠错将是下一个热点 。
关键词
物理比特：即物理上客观存在的一个量子比特 ， 比如一个由超导量子电路组成的量子比特 ， 或者一个光子 。
逻辑比特：即数学上 ， 或者逻辑上具有一个量子比特应有的结构 。 它不必对应某个特定的物理介质 ， 是一个理想的、抽象的概念 。 逻辑量子比特可以在不同物理系统中“构建”出来 。
编码比特：也叫数据比特 ， 存储了信息的那些比特 。 量子信息包含在量子比特0和1的组成比例 ， 及其相位中 。 多个量子比特构成的系统可以保存更为复杂的信息 。
辅助比特：用于对编码比特进行奇偶校验测量的那些比特 ， 它们不包含信息 ， 只用于对数据比特进行“稳定器”测量 ， 这种测量当两个编码比特的状态相同时给出0 ， 而当两个编码比特状态不同时给出1 。 稳定器测量只给出两个比特状态到底相同还是不同 ， 并没有获得任何编码比特中存储的信息 ， 比如0和1的组成比例 。
本文经授权翻译自《科学》杂志7月9日发表的文章 ， 原文标题为“Thebiggestflippingchallengeinquantumcomputing” 。
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背景简介：文章2020年8月7日发表于微信公众号返朴（量子计算的下一个超级大挑战） ， 风云之声获授权转载 。
责任编辑：陈昕悦


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