量子计算技术突破 - 中国科学技术大学潘建伟院士团队基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”，成功跨越量子纠错的“容错阈值”，成为美国之外首个、也是继谷歌之后全球第二个实现这一关键里程碑的团队 [1] - 在跨越“容错阈值”后，纠错能够降低整体错误率，实现“低于阈值，越纠越对”，这是量子计算从理论可行走向可扩展工程系统的前提 [1] - 加拿大滑铁卢大学物理学家约瑟夫·埃默森评价称，中国团队直面量子计算领域最棘手的问题之一，取得的突破是“一项令人印象深刻的成就” [3] 技术路径与方案对比 - 与谷歌依赖额外硬件抑制错误的路径不同，中方团队采用了基于微波的控制方法，在不显著增加硬件复杂度的情况下实现了关键突破 [1] - 谷歌在2023年凭借“垂柳”处理器，通过一种基于直流脉冲的量子态泄漏抑制方法取得突破，但该方法对芯片架构约束严格且在超低温环境下需要更复杂的布线，给系统扩展带来挑战 [4] - 中国团队基于107比特的“祖冲之3.2号”量子处理器，提出一种全微波方案来抑制泄漏错误，而非增加额外的硬件控制 [5] 实验成果与性能表现 - 中国研究人员结合表面码纠错技术，构建出码距为7的逻辑比特，实验结果显示随着系统规模扩大，整体错误率不升反降，错误抑制因子达到1.4，证明了系统已工作在纠错阈值之下 [5] - 中国团队在22日发布的声明中指出，这一路径在构建大规模、具备容错能力的量子计算机上“可能比谷歌方案更高效” [1] - 潘建伟团队曾于2022年利用“祖冲之2号”超导量子处理器实现了码距为3的表面码逻辑量子比特，首次验证了表面码方案的可行性 [4] 技术优势与行业影响 - 全微波量子态泄漏抑制架构在硬件效率和扩展性上较谷歌的技术路线具有显著优势，由于微波信号可以复用，多路信号可沿同一根导线传输，该方法有望显著降低布线复杂度和硬件负担 [5] - 该成果指向了一条更加灵活、也更具可扩展潜力的技术路线，有望推动量子计算机向数十万乃至百万比特级迈进 [5] - 量子计算机理论上可在极短时间内完成传统计算机需要数千年才能完成的复杂任务，例如优化复杂系统和模拟分子 [3]