一个容错的得益于一项名为“猫量子比特”的发明,它可能会在 2030 年出现,该发明以著名的量子比特命名思想实验,一只猫被锁在装有放射性颗粒的盒子里,在盒子被打开之前,它处于“死”和“活”状态的叠加状态。
总部位于巴黎的量子技术公司 Alice & Bob 的研究人员在一次发布会上公布了该路线图白皮书本月早些时候发布。
一旦科学家建立起一个新的“量子时代”,这个新的“量子时代”就会实现。(QPU)能够容纳100个逻辑。逻辑量子位是共享相同信息的物理量子位的集合,以确保当组中的单个量子位发生故障时计算可以继续。由于量子位本质上很容易出错——失败率为千分之一(而经典位的失败率为百万分之一)——量子计算经常会受到干扰。
科学家们已经通过开发猫量子比特完成了该路线图的第一步。就像它注定的同名一样,猫量子位同时存在于两个量子态的双重叠加中。更传统的量子位以单一叠加形式存在,既以 0 又以 1 的形式存在。cat 量子位的一个关键优势是,当你扩大量子位的数量时,所谓的“位翻转”错误——其中 0 切换为 1,反之亦然——急剧下降。其他类型的错误变得更加常见,但这种权衡仍然值得。
至关重要的是,猫量子位能够抵抗退相干——来自外部环境的干扰会导致量子位失去其量子特性并失去其携带的任何有用信息。
但为了到 2030 年实现实用量子计算的目标,Alice 和 Bob 的科学家们确定了需要实现的四个进一步的里程碑。这些是构建一个能够纠错的逻辑量子位,创建第一个纠错逻辑门,也称为量子电路,创建一组通用的逻辑门和实时纠错。完成所有这些步骤后,他们将需要创建一个可以容纳 100 个高质量逻辑量子位的处理器。
尽管每个里程碑都建立在前一个里程碑的基础上,但五年内还有很多事情要做。
Alice 和 Bob 的白皮书并未提及意外的挫折或“未知的未知因素”(通常称为黑天鹅)。与可以预见和解释的风险不同,未知的未知是完全意想不到的。
即使开发出能够容纳 100 个逻辑量子位的芯片,也并不一定意味着该技术在商业上可行并可大规模部署。