最新發(fā)表在國際著名學術期刊《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（作為經典計算機邏輯門的量子版本）。通過這種電路，可以產生非常龐大且高度糾纏的量子態(tài)，其特性對于經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，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典計算的優(yōu)勢。在當前技術水平下，容錯性仍然具有難度。盡管現(xiàn)有的量子處理器已經在某些特定但人工構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存容量?！?/p>

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