IBM自述如何迎战噪声问题：通用量子计算的纠错之路

Jay Gambetta:IBM TJ Watson研究中心量子计算和信息科学家，负责IBM量子计算机的开发，并领导量子计算机云平台研发项目（图片来源：网络）

过去20年里，包括谷歌、微软、IBM等巨头在内的数百家公司纷纷宣布布局量子计算业务。迄今为止，量子计算行业投资已超50亿美元。所有这些行动都有一个共同目的——创造下一个全球量子科技大事件。 

量子计算机使用在原子和亚原子级别上“管理”物质的“反直觉”规则，以传统或经典计算机无法实现的方式处理信息。专家预测，这项技术能够对药物发现、密码学、金融和供应链物流等不同领域产生影响。

2022年，美国银行研究部董事总经理Haim Israel宣称，量子计算将“比火的发现更伟大，比人类见过的所有革命都更伟大”。

然而，评估开发的量子计算机是否有用，可以归结为一个核心问题：能否处理噪声。量子系统的特性使它极易受到干扰，无论是由热产生的杂散光子、来自周围电子设备的随机信号还是物理振动。随之产生的噪声会对量子计算机造成严重影响，轻则产生错误，重则使其停止运行。与处理器的大小无关，除非杀手级应用程序可以抑制噪声，否则量子计算机永远无法超越经典计算机的性能。 

多年来，研究人员认为他们也许短期内只能使用噪声电路，许多人都在寻找可在有限容量内实现有用性的应用程序。虽然进展并不顺利，但现在这可能不重要了。因为在过去的几年里，理论和实验的突破使得研究人员确信噪声问题可以得到解决。硬件和软件策略的结合有望抑制、减轻和清除量子错误。这不是一个很直接的方法，但确实可行，而且花费的时间可能比预期更少。