量子計(jì)算領(lǐng)域迎來重大突破，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在量子糾錯技術(shù)上取得關(guān)鍵進(jìn)展，成功實(shí)現(xiàn)距離為7的表面碼邏輯量子比特，為規(guī)?；孔佑?jì)算機(jī)的構(gòu)建鋪平道路。這一成果標(biāo)志著我國成為全球第二個掌握該技術(shù)的國家，且在方案效率與實(shí)用性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。

量子計(jì)算機(jī)憑借量子比特的疊加態(tài)特性，理論上可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。然而，量子系統(tǒng)極易受環(huán)境干擾導(dǎo)致計(jì)算錯誤，如何有效糾錯成為制約技術(shù)發(fā)展的核心難題。此前研究顯示，單純增加量子比特?cái)?shù)量雖能分散信息，但也會同步提升錯誤概率，形成"糾錯悖論"?？茖W(xué)家因此將目光投向"糾錯閾值"——只有當(dāng)糾錯能力突破這一臨界點(diǎn)，系統(tǒng)穩(wěn)定性才能獲得實(shí)質(zhì)性提升。

表面碼作為主流糾錯方案，成為中美科研競爭的焦點(diǎn)。2022年，潘建偉團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)距離為3的表面碼邏輯量子比特，驗(yàn)證了技術(shù)可行性；次年谷歌將距離提升至5；今年初其"柳樹"處理器更完成距離7的突破，證明增加量子比特可指數(shù)級降低錯誤率。但谷歌方案需在極低溫環(huán)境下對芯片設(shè)計(jì)施加嚴(yán)格約束，并采用復(fù)雜布線系統(tǒng)，限制了技術(shù)擴(kuò)展性。

中國團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用全微波調(diào)控技術(shù)，通過軟件優(yōu)化替代硬件控制實(shí)現(xiàn)錯誤抑制。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，該方案同樣達(dá)成距離7的邏輯量子比特，并獲得1.4的錯誤抑制系數(shù)，證明擴(kuò)大糾錯規(guī)?？捎行Ы档湾e誤率。更關(guān)鍵的是，微波信號可通過同一導(dǎo)線復(fù)用傳輸?shù)奶匦裕剐酒O(shè)計(jì)約束大幅降低，硬件開銷與布線復(fù)雜度顯著減少，為可擴(kuò)展量子計(jì)算機(jī)提供了更可行的技術(shù)路徑。

這項(xiàng)突破性成果已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《物理評論快報》，標(biāo)志著我國在量子計(jì)算實(shí)用化進(jìn)程中邁出關(guān)鍵一步。隨著糾錯技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，構(gòu)建包含數(shù)百萬量子比特的容錯量子計(jì)算機(jī)正從理論走向現(xiàn)實(shí)。

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