一個容錯的由於一項名為「貓量子位元」的發明,它可能會在 2030 年出現,該發明以著名的量子位元命名思想實驗,一隻貓被鎖在裝有放射性顆粒的盒子裡,在盒子被打開之前,它處於「死」和「活」狀態的疊加狀態。
總部位於巴黎的量子技術公司 Alice & Bob 的研究人員在一次發表會上公佈了該路線圖白皮書本月早些時候發布。
一旦科學家建立起一個新的“量子時代”,這個新的“量子時代”就會實現。(QPU)能夠容納100個邏輯。邏輯量子位元是共享相同資訊的物理量子位元的集合,以確保當組中的單個量子位元發生故障時計算可以繼續。由於量子位元本質上很容易出錯——失敗率為千分之一(而經典位元的失敗率為百萬分之一)——量子計算經常會受到干擾。
科學家已經透過開發貓量子位元完成了該路線圖的第一步。就像它注定的同名一樣,貓量子位元同時存在於兩個量子態的雙重疊加中。較傳統的量子位元以單一疊加形式存在,既以 0 又以 1 的形式存在。所謂的「位元翻轉」錯誤——其中 0 切換為 1,反之亦然——急劇下降。其他類型的錯誤變得更加常見,但這種權衡仍然值得。
至關重要的是,貓量子位元能夠抵抗退相干——來自外部環境的干擾會導致量子位元失去其量子特性並失去其攜帶的任何有用資訊。
但為了在 2030 年實現實用量子運算的目標,Alice 和 Bob 的科學家們確定了需要實現的四個進一步的里程碑。這些是建構一個能夠糾錯的邏輯量子位元,創建第一個糾錯邏輯閘,也稱為量子電路,創造一組通用的邏輯閘和即時糾錯。完成所有這些步驟後,他們將需要創建一個可以容納 100 個高品質邏輯量子位元的處理器。
儘管每個里程碑都建立在前一個里程碑的基礎上,但五年內還有很多事情要做。
Alice 和 Bob 的白皮書並未提及意外的挫折或「未知的未知因素」(通常稱為黑天鵝)。與可以預見和解釋的風險不同,未知的未知是完全意想不到的。
即使開發出能夠容納 100 個邏輯量子位元的晶片,也不一定意味著該技術在商業上可行並可大規模部署。