【環(huán)球時報綜合報道】據(jù)美國《生活科學(xué)》網(wǎng)站10日報道，IBM公司科學(xué)家表示，他們已經(jīng)解決了量子計算中的最大瓶頸，并計劃在2029年推出世界上第一臺真正意義上的大規(guī)模量子計算機。報道稱，根據(jù)IBM科學(xué)家的說法，它將比當(dāng)今任何量子計算機強大2萬倍。

據(jù)介紹，阻礙量子計算機普及的最大技術(shù)障礙是“量子糾錯”。運算錯誤是計算中不可避免的問題，量子計算機有運算速度快的潛力，但作為量子計算的基本運算單元——量子比特，卻十分脆弱，與周圍環(huán)境發(fā)生哪怕極微弱的相互作用也會導(dǎo)致它們發(fā)生改變，產(chǎn)生物理上被稱為“退相干”的效應(yīng)。因此量子計算機中的量子比特越多，計算中出錯的情況就越多。而且量子計算機還有一個非常特殊的情況：傳統(tǒng)計算機在校對是否出現(xiàn)錯誤時，通常會采用借助冗余比特來糾錯的容錯技術(shù)，即將需要校對的比特復(fù)制到其他比特上，然后對所有比特進行測量以比較它們的數(shù)字規(guī)律，進而判定是否出現(xiàn)錯誤。但量子力學(xué)原理使直接通過復(fù)制測量量子比特并檢測錯誤的方法變得不可行。因為量子力學(xué)存在“不可克隆”原理，即不可能構(gòu)造一個能夠完全復(fù)制任意量子比特，而不對原始量子比特產(chǎn)生干擾的系統(tǒng)。

為了解決量子糾錯問題，科學(xué)家將多個對外界干擾特別敏感的物理量子比特編碼成為可靠的“邏輯量子比特”，從而實現(xiàn)對于信息的編碼保護。IBM計劃打造的新型量子計算機名為“Starling”，將使用200個邏輯量子比特，由約1萬個物理量子比特組成。隨后IBM在2033年還將進一步推出名為“Blue Jay”的量子計算機，將使用2000個邏輯量子比特。

報道稱，IBM發(fā)明了一種新穎的量子糾錯方式，將使量子計算機硬件能夠超越以前的限制。據(jù)稱，理論上量子糾錯涉及的物理量子比特越多，邏輯量子比特就越可靠，運算錯誤率也會隨之降低。但由于物理量子比特本身也存在一定的錯誤率，實際運行中邏輯量子比特中的物理量子比特越多，可能反而容易出錯。IBM發(fā)明的新方法采用更高效的LDPC糾錯碼，能降低邏輯量子比特所需的物理量子比特的比例，大幅減少擴展系統(tǒng)所需的物理量子比特數(shù)量。IBM量子操作副總裁杰伊·甘貝塔表示，目前關(guān)于量子糾錯的“科學(xué)問題已經(jīng)解決”，這意味著量子計算機的性能提升“只是一個工程挑戰(zhàn)”。

報道稱，如今量子計算機僅能使用幾百個量子比特，因此它們只能在那些僅用于測試其潛力的定制問題上，超越使用二進制計算的傳統(tǒng)計算機。按照IBM的規(guī)劃，未來的量子計算機為確保普及，將可以使用幾億個量子比特。報道還提到，為充分利用未來的高性能量子計算機，IBM還需要為它們構(gòu)建匹配的新算法和程序。（陳山）