量子计算里程碑！微软成功纠缠12个逻辑量子比特结合AI解决科学问题

　　《科创板日报》9月11日讯(xùn)（编辑宋子乔）当地时间9月10日，微软和量子计算龙头公(gōng)司Quantinuum宣布取得一(yī)项重(zhòng)大(dà)突破，他(tā)们成功(gōng)纠缠(chán)了有史以(yǐ)来最(zuì)多的12个(gè)逻辑量子比特，并创造了有史以来最高的计算(suàn)保(bǎo)真度，大秀了(le)一把量子纠错(cuò)技术。

　　逻辑量子比特、量子纠错、计算保真(zhēn)度，都(dōu)是量子计算领域的重要概念，可以说，量子纠错(cuò)是开启量子计算大规(guī)模商业(yè)化的关键钥匙(shi)。

　　量子计算是一种利用(yòng)量子力学原理进行信息处理的技术。与传统(tǒng)的经典计(jì)算相比，量子计算的主要优势在于：

　　量子计算有巨大的潜力，然(rán)而，其目前还处于发展的早期阶段，存在许多技术和物(wù)理挑战，一个重要阻碍(ài)便在于，单个物理量(liàng)子比特(tè)非常脆弱，容易受到外界环境的干扰，且量子门操作的保真度需(xū)要非常高，任何不完美都可能导致计算错误，量子(zi)纠错技(jì)术至关重要。

　　逻辑(jí)量子比特(tè)：“1+1>2”的量子纠错技术

　　科学家通过引入逻辑量子比特的方(fāng)式提高量子(zi)信息的稳定性和错误容忍能力，以克服物理量子比特的上述缺(quē)陷(xiàn)。

　　逻辑量子比特通常由多个(gè)物(wù)理(lǐ)量子比特通过特定的量(liàng)子纠错码来编码。这(zhè)些物(wù)理量子比特(tè)的集合可以保护逻辑量子比特免受局部错误的影响。如果其中(zhōng)一个物理量子比特发(fā)生错误，可以通过量子纠错过程来检测并修正错误，而不会影响到(dào)逻辑量子比特的整(zhěng)体状态(tài)。

　　简单来说就(jiù)是，逻辑量子是多个(gè)物理量子比特(tè)组成(chéng)的(de)一组(zǔ)量子比特，其中的(de)物(wù)理量子比特可以相互纠(jiū)正(zhèng)错(cu量子计算里程碑！微软成功纠缠12个逻辑量子比特结合AI解决科学问题ò)误，确保整个逻辑量子比特的稳定性，起到“1+1>2”的维稳(wěn)纠偏效果。这样，即使其中一个物理量子比特出错，另外的物理量子仍(réng)然可以(yǐ)提(tí)供足够的信息保证计算结(jié)果的准确。

　　微(wēi)软和Quantinuum的突破就在于他们刷新了逻辑量子比特的数量，建立了更牢靠的量子计算“队(duì)伍”，其量子纠错技术使得逻辑量(liàng)子比特的错(cuò)误(wù)率比单独的物理量子比特(tè)低了800倍。这一成就是(shì)量子计算(suàn)迈(mài)向可(kě)靠、实用计算的关键一步。

　　微软是怎么做到的？

　　新突破(pò)离不开两个关键要素：作为硬(yìng)件的H2离子阱量子计算机(jī)，以及作为(wèi)软件的Azure Quantum量子比特虚拟化平台。

　　H2离子阱量子计算机是由(yóu)Quantinuum公司推出的一种(zhǒng)高(gāo)性(xìng)能量子计算系统。该量子计算机使用(yòng)微(wēi)软的Tesseract代码（一种(zhǒng)用于量子计算(suàn)的故障容错机制），它通过使用一(yī)种特(tè)殊的量子纠错(cuò)码来保护量子信息(xī)（Tesseract代码(mǎ)本质上是一量子计算里程碑！微软成功纠缠12个逻辑量子比特结合AI解决科学问题种四维超立方体结构，它(tā)通过将(jiāng)16个物理量子比特排列(liè)成一个四维空间中的超立方体，从而(ér)保护逻辑量子）。该代码通过牺牲部分效(xiào)率，极大地提高了纠错性能，能够有效地检测和纠正量子比特中的错误，

　　Azure Quantum量子比特虚拟化平台是微软(ruǎn)提供的量(liàng)子云计算服务，旨在利用软(ruǎn)件层面来增强硬件的稳(wěn)定性和精度，可以动态管理多个物理量子比(bǐ)特之间的(de)协作(zuò)，确保逻辑量子比特保持稳定，从而可(kě)以有效协调物理量子比特的操作，减少错误发(fā)生(shēng)的几率。

　　量子计算、AI、HPC首次协同解决科学问题

　　值得注意的是，微软和Quantinuum的此次突破并非(fēi)局限于理论，而是兼顾应用端，向人们展示了量(liàng)子(zi)计算解决实际问题的能力。

　　研(yán)究(jiū)人(rén)员将高可靠性逻辑量子比特、云计算和AI技术结合，进行了复杂的化学模拟，成功(gōng)预(yù)测了一个化学催化剂(jì)的基(jī)态(tài)能量。这种模拟对于传统计算机(jī)来说几乎是不可能实(shí)现的(de)，因为(wèi)它需要(yào)处理(lǐ)极为复杂的计算任务。

　　据微软介绍，这是首次将HPC、AI和量子计算硬(yìng)件结合，来(lái)解决科学问题。

　　可以(yǐ)预见的是，量子计算将(量子计算里程碑！微软成功纠缠12个逻辑量子比特结合AI解决科学问题jiāng)极(jí)大(dà)地缩(suō)短(duǎn)科学发(fā)现(xiàn)和新产(chǎn)品甚至新物种诞生所(suǒ)用的时(shí)间。

　　目前，微软正积极推动量(liàng)子计算商业化，通过Azure Quantum平台向外提供量子计算服务，用户可通(tōng)过该(gāi)平台获取Quantinuum、IonQ、PASQAL、Rigetti等量子计算公司(sī)的解(jiě)决方案。

　　国内量子计算产业(yè)有望持续拓展

　　IBM、微软(ruǎn)、谷歌等(děng)海外科技巨头均深耕于量子计算，先后发布路线图，与此同时(shí)，国内(nèi)量子计(jì)算(suàn)产业近年来不断取得突破。

　　另外，我国量子计算相关政策频发，今年(nián)3月，量子计算首次被列入政府(fǔ)工作报告之(zhī)中。随后在7月5日，工信部部长金壮龙进一步表示适度超(chāo)前布局未来产业，聚(jù)焦人形(xíng)机器人、脑(nǎo)机接口、元宇宙、下一代互联网、6G、量子科技、原子级制造、深海空天开发等领域。

　　未(wèi)来随着政策端、产业端(duān)持续演进，国内(nèi)量子计算产业有望持续拓展。

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