網(wǎng)易科技訊 3月5日消息，據(jù)《連線》網(wǎng)站報(bào)道，計(jì)算機(jī)的性能已經(jīng)強(qiáng)大到足以破解我們現(xiàn)在用以保護(hù)全世界數(shù)據(jù)的加密技術(shù)，而量子計(jì)算帶來(lái)新的加密希望。但實(shí)現(xiàn)這種希望意味著要解決一個(gè)棘手的悖論以及其他問(wèn)題。任何電腦的基本操作是檢查錯(cuò)誤，但按照量子計(jì)算的邏輯，檢查本事就可能帶來(lái)錯(cuò)誤。

谷歌的研究人員一直在努力解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在他們認(rèn)為已經(jīng)取得一些進(jìn)步。上圖顯示的是谷歌團(tuán)隊(duì)制作的在藍(lán)寶石晶片上的一小片鋁膜。在芯片中間的9個(gè)微型消防管嘴一樣的設(shè)備用于容納量子位(qubit)——是量子計(jì)算對(duì)傳統(tǒng)處理器的0和1狀態(tài)的更為復(fù)雜詳盡的描述。研究人員稱，他們?cè)O(shè)計(jì)了一種詭秘的方法，讓一些量子在不帶來(lái)自身新的錯(cuò)誤情況下，檢查臨近量子的錯(cuò)誤。

此問(wèn)題的核心是一種被稱為位翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，當(dāng)某種干擾——例如宇宙射線——出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)在內(nèi)存里的量子“狀態(tài)變換”——從0變成1或相反。在PC或服務(wù)器上，糾正錯(cuò)誤相對(duì)容易，你只要測(cè)量芯片上所有位元就能檢查到翻轉(zhuǎn)。但在量子世界里這種方法不起作用，因?yàn)閿?shù)據(jù)不是只有0和1兩種狀態(tài)。如果你直接測(cè)量量子位，你就改變了其狀態(tài)。所有類型的干擾可輕易改變電腦中量子位的脆弱狀態(tài)。

因此，谷歌量子電子工程師和開發(fā)此芯片團(tuán)隊(duì)的成員奧斯汀·富勒(Austin Fowler)表示，在現(xiàn)實(shí)世界里量子計(jì)算要求大量的錯(cuò)誤糾正，“開發(fā)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)，這是絕對(duì)無(wú)法避免的問(wèn)題”。富勒和他的團(tuán)隊(duì)在今天出版的《自然》雜志上刊登了他們的研究成果。

為了完成錯(cuò)誤糾正，研究人員將5個(gè)存儲(chǔ)了數(shù)據(jù)的量子——稱為數(shù)據(jù)量子——與要測(cè)量的另外4個(gè)量子靠在一起。谷歌另一位工程師朱利安·凱里(Julian Kelly)稱，這些量子以隱身的方式檢查鄰居，獲得“足夠信息”檢查是否有錯(cuò)誤，但不會(huì)搞亂系統(tǒng)的量子行為。盡管研究人員獲得部分成功，但谷歌的硬件相比PC依然非常差。谷歌編寫的代碼只能將位翻轉(zhuǎn)錯(cuò)誤減少約1%。

如果量子計(jì)算機(jī)開發(fā)成功，運(yùn)算性能將遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，因此也可有更多資源糾正錯(cuò)誤。與很多在開發(fā)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)上取得的其他進(jìn)步一樣，這項(xiàng)工作也是重要的一步，雖然不是很大的進(jìn)步。直到現(xiàn)在，錯(cuò)誤糾正在量子計(jì)算中的作用一直存在爭(zhēng)議。例如谷歌和NASA試驗(yàn)的D-Wave量子計(jì)算機(jī)就沒有加入錯(cuò)誤糾正。

凱里稱：“一直有一些人認(rèn)為，量子錯(cuò)誤糾正不可能實(shí)現(xiàn)，量子計(jì)算就是沒用。”對(duì)量子計(jì)算依然有人懷疑，但對(duì)樂(lè)觀的人來(lái)說(shuō)，這是一次進(jìn)步。(木秀林)

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