Google 宣布量子電腦重大進展　增量子位元可降低錯誤率

記者／Shirley

Google 暨 Alphabet 執行長 Sundar Pichai於2月23日在Google官方部落格發表「我們在量子糾錯上的進展」，他指出，量子 AI 研究人員首次透過實驗性證明，可透過增加量子位元（qubits）來降低錯誤率，實現有用的量子演算法，持續朝下一個目標邁進，因為量子電腦有潛力為數百萬人的生活帶來實際改善與助益，可運用量子電腦找出製造新藥物的分子，使用更少的能源來生產肥料，用更環保方式設計電池或核融合反應技術，甚至是進行物理研究，帶來現在還無法想像的進步與突破。

三年前，Google量子電腦首次執行運算任務，性能超越了最快的超級電腦，成打造大規模量子電腦藍圖上的重要里程碑，也是量子電腦「問世」時刻。現在又向前邁進了一大步：有史以來，量子 AI 研究人員首次透過實驗性證明，可以透過增加量子位元（qubits）來降低錯誤率。

在量子運算中，量子位元是量子資訊的基本單位，可以呈現超越 0 和 1 且更豐富的狀態。Google的突破在於大幅改變操作量子電腦的方式，不再逐一處理量子處理器上的物理量子位元，而是將一組量子位元視為一個邏輯量子位元。 因此，以 49 個物理量子位元製作的邏輯量子位元表現能夠勝過用 17 個量子位元製作的邏輯量子位元，科學期刊《自然》（Nature）在2月23日發布了這項研究。

量子演算法困難點在於量子位元非常敏感，即使是雜散光也會導致運算錯誤，隨著量子電腦的持續發展，這項問題變得越來越難處理，並可能產生重大影響。運行有用應用程式的最佳量子演算法所要求的量子位元錯誤率，必須遠低於現在的數據。為了消弭這個差距，需要量子糾錯（quantum error correction），透過跨多個物理量子位元對資訊編碼，形成「邏輯量子位元」來保護資訊，也被認為是打造錯誤率夠低並能實際用於運算的大規模量子電腦的唯一方式。

量子電腦有潛力能夠為數百萬人的生活帶來實際改善與助益。Google相信有一天，可以運用量子電腦找出可用來製造新藥物的分子，使用更少的能源來生產肥料，用更環保的方式來設計電池或核融合反應技術，甚至是進行物理研究，帶來至今無法想像的進步與突破。正因如此，Google致力於打造量子硬體、工具和應用程式，並提供給客戶與合作夥伴，包含透過 Google Cloud，用全新方式來運用量子技術的強大能力。

但為了發揮量子技術的最大潛力，仍必須達成更多技術里程碑，像是在數千個邏輯量子位元維持低錯誤率，技術上仍須調整改進，如低溫控制、電子控制，以及量子位元的設計和材料選擇等。Google會繼續努力，直到量子電腦和傳統電腦可以共同運作，一起擴展人類知識的邊界並幫助解決全球最重要的難解挑戰。

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