“祖冲之三号”。图源：中国科学技术大学

量子纠错是实现大规模量子计算的关键基础，在这个领域，我国科学家近日取得重大突破。记者从中国科学技术大学获悉，该校教授潘建伟、朱晓波、彭承志和教授陈福升等，在不久前的实验中，基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”，在码距为7的表面码上实现了“低于阈值，越纠越对”的量子纠错里程碑。

值得一提的是，这一成果的取得，是基于该团队独创的一种“全微波控制”的全新路径，其纠错率和可扩展都优于美国谷歌公司之前的方案。12月22日，该成果以封面论文和“编辑荐”的形式，被国际学术期刊《物理评论快报》发表，美国物理学会《物理》栏目对此进行题报道。

个人信息是指以电子或其他方式记录的能够单独或者与其他信息结识别特定自然人身份或者反映特定自然人活动情况的各种信息。个人信息包括1）姓名、出生日期、住址、电话、电子邮件等个人基本资料；2）身份证、护照、驾驶证、工作证、社保证、居住证等个人身份信息；3）基因、指纹、声纹、掌纹、面部识别特征等个人生物识别信息；4）个人信息账号、IP地址、个人数字证书等网络身份标识信息；4）个人健康生理信息；5）职业、职位、工作单位、学历、工作经历、成绩单等个人教育工作信息；6）银行账号、口令、存款信息、房产信息、信贷信息、征信信息、交易和消费记录、流水记录、虚拟财产等个人财产信息；7）通信记录和内容、短信、彩信、电子邮件等个人通信信息；8）通讯录、好友列表、群列表、电子邮件地址列表等联系人信息；9）网络浏览记录、软件使用记录、点击记录、收藏列表等个人上网操作记录信息；10）硬件序列号、软件列表、设备MAC地址、唯一设备识别码等设备信息；11）定位信息、行踪轨迹、住宿信息、经纬度等个人位置信息；12）婚史、宗教信仰、取向、未公开的违法犯罪记录等其他信息。

天眼查资料显示，常州金纬智能装备制造有限公司，成立于2021年，位于常州市，是一家以从事电气机械和器材制造业为主的企业。企业注册资本300万人民币。通过天眼查大数据分析，常州金纬智能装备制造有限公司利信息21条，此外企业还拥有行政许可3个。

对量子计算机而言，量子比特易受环境干扰而产生错误。因此，通用量子计算须借助量子纠错来抑制这类错误，以满足大规模集成的要求。目前，量子纠错成熟方案之一是“表面码”，它将多个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特以抵御干扰。虽然从原理上说，随着物理比特数目（即码距）的增加，逻辑比特的错误率能不断降低，可在实践中，该方案却面临悖论——为纠错而引入的额外量子比特和量子门操作，本身也会带来更多噪声源和错误通道；一旦物理量子比特的原始错误率过高，纠错的努力就会显得“得不偿失”，设备保温施工淹没在新增的错误中，导致“越纠越错”。

目前，全球量子纠错都把研究焦点放在如何降低物理比特的错误水平，特别是要抑制其中一种“泄漏错误”（即量子比特脱离预定计算能级，进入无法通过表面码直接纠正的无状态），终使整体操控精度突破所谓“纠错阈值”。只有跨越这一严苛的阈值，量子纠错才能产生正向净收益，做到“越纠越对”。

中国科大超导量子计算研究团队在国际上较早布局量子纠错研究，2022年他们率先实现了码距为3的表面码逻辑量子比特，次验证了表面码方案的可行。这次，他们基于107比特的“祖冲之3.2号”量子处理器，实现了码距为7的表面码逻辑比特。实验数据显示，其逻辑错误率随码距增加而显著下降，错误抑制因子达1.4，证明系统已工作在纠错阈值之下，成功达到“越纠越对”的目标，而这被公认为量子计算系统从实验室原型到实用化的关键分水岭。

更具里程碑意义的是，中国科大方案还展现出了独特的竞争优势。事实上，谷歌公司曾于今年2月利用其“垂柳”处理器，在码距为7的表面码上实现了低于阈值的逻辑比特。然而，该技术路线基于直流脉冲量子态泄漏抑制方法，不仅对量子处理器的芯片架构施加了较多约束，而且扩展很差，随着量子比特数的扩展，该技术路线需要在低温环境下进行复杂布线，硬件资源开销大。

中国科大团队则独辟蹊径，依托于“祖冲之3.2号”处理器本身所具备的高精度单双比特门操作、长相干时间等优异能，提出并成功实践了全新的“全微波量子态泄漏抑制架构”，具有天然的频分复用特，在硬件率和扩展上较谷歌路线具有显著优势，从而为未来构建百万比特级量子计算机提供了一种更具优势的解决方案。