中国科大码距7量子纠错突破,逻辑错误率降1.4倍
发布时间:2025-12-23 08:53 浏览量:2
2025年12月22日,中国科学技术大学团队在《物理评论快报》封面发表成果:基于“祖冲之3.2号”超导量子处理器,首次在码距为7的表面码中实现低于纠错阈值的量子纠错,逻辑错误率随码距增加而下降,错误抑制因子达1.4。这标志着量子纠错从“越纠越错”迈向“越纠越对”的拐点。
这不是一次普通的技术迭代,而是人类向容错量子计算迈出的关键一步。中国团队创新的“全微波量子态泄漏抑制架构”,解决了长期困扰超导系统的泄漏错误难题,硬件效率优于谷歌方案。几乎同时,南科大俞大鹏团队在玻色编码体系中实现正向纠错增益。两条技术路线并行突破,中国已稳居全球量子纠错第一梯队。
经典信息世界早已依赖纠错码维持运转。CD划痕不损音质、二维码半损仍可扫描,靠的是里德-所罗门码——通过数学冗余,在有限域上构造多项式,用n个点恢复k个原始数据。只要错误不超过阈值,信息就能完整还原。这种“冗余换可靠”的逻辑,是数字文明的底层契约。
量子纠错走得更远,也更难。量子不可克隆、测量即破坏、错误连续不断,传统复制策略失效。表面码将逻辑比特编码为二维纠缠阵列,通过稳定子测量间接“窥探”错误,不触碰信息本身。其核心依赖纠错阈值定理:只要物理错误率低于0.1%-1%,逻辑错误率就可随码距指数下降。中科大与谷歌的码距7实验,正是对该定理的实证——数学预言,在现实中落地。
这一突破的真正重量,不在于实验室指标,而在于它打开了通向Shor算法实用化的门。一旦容错量子计算机建成,RSA、ECC等公钥体系将在数小时内崩塌。攻击者早已开始“先收集、后解密”:今日截获的加密通信,明日即可破译。全球正加速应对,NIST已发布Kyber、Dilithium等后量子密码标准,Google、Apple、Cloudflare全面部署混合加密。中国也在推进PQC国家标准与金融系统迁移。
但迁移远未完成。数百万未升级节点、数万亿美元数字资产、海量长期保密数据,仍暴露于“Q日”风险之下。量子纠错的每一次进步,都在压缩应对时间。技术本身无善恶,可信任体系的重构,已迫在眉睫。
当冗余从经典符号走向量子纠缠,纠错不再只是修复错误,而是守护未来。我们正在建造的,不仅是更强大的计算机,更是下一代数字文明的信任基石。