Google 實驗證明降低量子運算錯誤率，量子糾錯達成里程碑

Google 用自家 Sycamore 量子處理器展示量子糾錯（quantum error correction）進展，Google 量子 AI 研究人員首次透過實驗證明，可透過增加量子位元（quantum bit，qubit）降低錯誤率，以運算大規模量子電腦，科學期刊《自然》（Nature）更在 22 日發表 Google 這項研究。

Google 量子 AI 團隊目標是建造一台有約 100 萬個量子位元的量子電腦，但要發揮作用，必須能大規模執行量子演算法。

「實現目標的唯一方法是引進量子糾錯」，論文作者之一 Hartmut Nevan 博士表示，團隊首次實驗證明，受 surface code 糾錯保護的量子位元確實可縮放，使量子運算錯誤率更低。

量子糾錯可透過跨多個物理量子位元編碼資訊，形成邏輯量子位元（logical qubit）保護資訊。合適條件下，建構一個邏輯量子位元的物理量子位元越多，邏輯量子位元就會越強。但若每個額外物理量子位元增加的錯誤超過量子糾錯優勢，這方法就行不通，會導致高錯誤率。

Google 量子 AI 團隊使用稱為 surface code 的特定糾錯代碼，增加量子位元數量，可降低錯誤率，以 49 個量子位元製作邏輯量子位元的表現，勝過 17 個量子位元製作的邏輯量子位元，是人們第一次成功達成縮放邏輯量子位元的實驗性里程碑，研究成果更登上《自然》期刊。

Our latest quantum milestone, in @Nature today: for the 1st time ever, @GoogleQuantumAI has experimentally demonstrated that it’s possible to reduce errors by increasing the # of qubits, bringing us a step closer to large-scale quantum computers. #GoogleAI https://t.co/NTh50sPjP8

— Sundar Pichai (@sundarpichai) February 22, 2023