这个突破究竟惊人在哪里?简而言之,就是量子计算的纠错终于开始见效了。以前是越纠越错,现在是越纠越不错。
基于这些背景,就可以理解这篇文章的标题《低于表面码阈值的量子纠错》。它的意思是,通过很多方面的改进,终于让表面码纠错实现了正向效果。码距为3的优于码距为1即无纠错,码距为5的优于码距为3,码距为7的优于码距为5,每次基本上错误率下降一半。目前的实验就做到码距为7。
总之,这是个质的进步,而不只是量的进步。大多数媒体炒作的5分钟对1025年,其实并不是重点。量子纠错变得有用了,才是真正重大的进步。
谷歌在自己的报道中列出了一个六步走的量子计算路线图,量子优越性是第一步,纠错是第二步,第三步是长寿命的逻辑量子比特,第四步是逻辑门,第五步是工程扩展,最后一步是大规模的有纠错的量子计算机。2019年的悬铃木是实现了第一步,现在的柳树是实现了第二步。这一方面告诉我们,量子计算的发展仍然是路漫漫其修远兮,一方面也告诉我们,目前确实又迈出了坚实的一步,这是非常了不起的。
量子计算在理论上有一些著名的应用,如因数分解,它可以用来破解RSA密码以及比特币。是的,比特币是可以被量子计算机破解的!但为什么目前还没有实现呢?因为大规模执行这样的算法需要很高水平的纠错。所以目前我们只能用量子计算机来分解一些很小的数,例如15 = 3 × 5,而不能分解密码中实际用的几百位上千位的数。
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