量子计算，应用目标又进一步 | 科技袁人

导言：

纠错的前提就是单个元件的保真度要够高，否则怎么都纠不过来。

■ 视频链接：

https://v.douyin.com/YC7YNR8/本视频发布于2022年4月20日，点赞量已达3.1w

■ 精彩呈现：

众所周知，量子计算是重要的科技前沿之一，有望快速破解密码、设计新材料、新药物等等。我多次介绍过量子计算的成果，但同时我也每次都提醒大家，这些成果都属于演示，量子计算目前还没有能实用的。

在未来5至10年中，业界希望用量子计算机解决一些有实用价值的问题，为此需要两方面的进步。一是增加量子比特数，这个人人都能理解。二是提高量子比特的保真度，这个就比较专业，大多数人没听说过。实际上，如果保真度不够，再多的量子比特也没用。这是因为量子比特都是非常敏感的微观器件，很容易受环境的影响失灵。为了得到准确的结果，就需要纠错。而纠错的前提就是单个元件的保真度要够高，否则怎么都纠不过来。

最近，阿里达摩院量子实验室取得了重要进展。他们的单量子比特门保真度达到了99.97%，双量子比特门保真度达到了99.72%。此前的纪录是99.2%，来自美国马里兰大学的团队。你也许会觉得，99.72%跟99.2%也没差多少啊？其实应该看出错的概率，即0.28%对0.8%，这就能看出是三倍的进步了吧？

具体而言，达摩院用的量子比特体系叫做fluxonium，磁通量子比特，听不懂的记“弗拉克索尼”就行了。以前业界的主流叫做transmon，传输线旁路的等离子体振荡量子比特，听不懂的记“传送门”就行了。弗拉克索尼在保护范围和能量弛豫等方面优于传送门，但在工作频率和工作速度等方面不如传送门，所以以前不能用于量子计算。达摩院改进了弗拉克索尼的设计，结合了两者的优点，从而实现了各方面性能的提升，尤其重要的是可以进行量子计算了。将来，我们就有望基于达摩院的成果实现大规模的、可纠错的、有实用价值的量子计算。

我以前多次介绍过谷歌和中国科学技术大学等单位的量子计算成果，显然美国是以企业为主，中国是以科研机构为主。现在像阿里达摩院这样的中国企业也迎头赶上，真是可喜可贺。希望越来越多的企业投身未来科技，为国家、为人类做出更大的贡献。

■ 扩展阅读：

■ 作者简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

■ 责任编辑：陈昕悦

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