“没有令人信服的论据表明，商业上可行的应用程序将被发现不要使用量子纠错码和容错量子计算。”加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔在一次演讲中如是说2023年底在加利福尼亚州举行的Q2B23会议上。很简单，任何想要构建实用量子计算机的人都需要找到一种处理错误的方法。

量子计算机的功能越来越强大，但它们的基本构造块——量子比特（Quantum bit）——极易出错，限制了它们的广泛使用。仅仅用更多更好的量子位构建量子计算机是不够的。释放量子计算应用程序的全部潜力将需要新的硬件和软件工具，这些工具可以控制固有的不稳定量子比特，并每秒综合纠正100亿次或更多的系统错误。

Preskill的话基本上宣告了所谓的量子误差修正（QEC）时代。质量工程控制这并不是一个新想法，许多公司多年来一直在开发技术，以保护存储在量子比特中的信息不受噪声引起的错误和消相干的影响。然而，新的是，人们放弃了这样一种想法，即今天的噪音中等规模设备（NISQ）可以超越经典的超级计算机，并运行目前不可能运行的应用程序。

当然，NISQ——一个由Preskill创造的术语——是容错之旅的重要垫脚石。但量子产业、投资者和政府现在必须认识到，纠错是量子计算的决定性挑战。

时间问题

仅在去年，量化宽松政策就取得了前所未有的进展。2023年谷歌证明了17-qubit系统可以从一个错误中恢复，而49-qubite系统可以从两个错误中修复(自然614676).亚马逊发布了一个抑制错误100次的芯片，而IBM科学家发现了一种新的纠错方案，该方案的量子比特数减少了10倍(arXiv:2308.07915). 然后在年底，哈佛大学的研究人员产生了迄今为止数量最大的纠错量子位.

解码是QEC的核心技术，它将许多不可靠的物理量子位转换为一个或多个可靠的“逻辑”量子位。这是因为大规模量子计算机每秒将生成数TB的数据，必须以获取数据的速度进行解码，以阻止错误传播并使计算无效。如果解码速度不够快，我们将面临成倍增长的积压数据.

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英国的国家量子战略是一个我们都可以相信的计划

我自己的公司–Riverlane–去年推出世界上最强大的量子解码器。我们的解码器正在解决这个积压问题，但仍然存在还有很多工作要做该公司目前正在开发“流解码器”，可以在测量结果到达时处理连续流，而不是在实验完成后。一旦我们达到了这个目标，还有更多的工作要做。解码器只是QEC的一个方面——我们还需要高精度、高速的“控制系统”来读取和写入量子比特。

随着量子计算机的不断扩展，这些解码器和控制系统必须协同工作，以产生无错误的逻辑量子比特，到2026年，Riverlane的目标是建立一个自适应或实时解码器。今天的机器只能进行几百次无错误操作，但未来的发展将使用能够处理一百万次无错误量子操作的量子计算机（称为MegaQuOp）。

Riverlane并不是唯一一家这样做的公司，其他量子公司现在也在优先考虑QEC。IBM以前没有研究过QEC技术，而是专注于更多更好的量子比特。但公司2033年量子路线图指出IBM的目标是在本世纪末建造一台1000量子位的机器，能够进行有用的计算，例如模拟催化剂分子的工作。

与此同时，奎拉，最近公布了路线图这也优先考虑QEC，而英国国家量子战略目标是到2035年建立能够运行万亿次无错误操作（TeraQuOps）的量子计算机。其他国家也发布了类似的计划，2035年的目标似乎是可以实现的，部分原因是量子计算界开始瞄准更小、更渐进的目标，但同样雄心勃勃。

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为量子市场搭建场景：量子业务的发展方向及其发展方式

英国国家量子战略真正让我兴奋的是到2028年拥有一台MegaQuOp机器的目标。再一次，这是一个现实的目标——事实上，我甚至认为我们会更快地达到MegaQuOp制度，这就是为什么Riverlane的QEC解决方案Deltaflow将在2026年之前准备好与这些MegaQuOp机器合作。我们不需要任何全新的物理来构建MegaQuOp量子计算机——这样的机器将帮助我们更好地理解和分析量子错误。

一旦我们理解了这些错误，我们就可以开始修复它们并继续使用TeraQuOp机器。TeraQuOp也是一个浮动目标，QEC和其他方面的改进可能导致2035年目标提前几年实现。

量子计算机对社会有用只是时间问题。现在我们已经对量子误差修正有了一个协调的关注点，我们将更快地达到这个临界点。