量子計算領(lǐng)域迎來重大突破，中國科學(xué)家在量子糾錯技術(shù)上取得關(guān)鍵進(jìn)展。基于超導(dǎo)量子處理器“祖沖之3.2號”，研究團(tuán)隊在碼距為7的表面碼上實現(xiàn)了“越糾越對”的里程碑式成果，其糾錯效率與可擴(kuò)展性均超越國際同類方案。這一突破被國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》以封面論文形式發(fā)表，并獲美國物理學(xué)會《物理》欄目專題報道。

量子比特對環(huán)境干擾極為敏感，任何微小擾動都可能導(dǎo)致計算錯誤。為構(gòu)建實用化量子計算機(jī)，科學(xué)家們提出“表面碼”方案——通過將多個物理量子比特編碼為單個邏輯量子比特，形成抵御干擾的“防護(hù)盾”。理論上，增加物理比特數(shù)量（即碼距）可顯著降低邏輯錯誤率，但實際操作中卻面臨悖論：糾錯過程引入的額外量子比特和操作會帶來新噪聲源，若原始錯誤率過高，反而會“越糾越錯”。因此，突破“糾錯閾值”成為全球量子計算研究的核心挑戰(zhàn)。

研究團(tuán)隊獨(dú)創(chuàng)“全微波控制”技術(shù)路徑，依托“祖沖之3.2號”處理器的優(yōu)異性能，成功實現(xiàn)碼距為7的表面碼邏輯比特。實驗數(shù)據(jù)顯示，隨著碼距增加，邏輯錯誤率呈指數(shù)級下降，錯誤抑制因子達(dá)1.4，證明系統(tǒng)已穩(wěn)定運(yùn)行于糾錯閾值之下。這一成果標(biāo)志著量子計算系統(tǒng)從實驗室原型向?qū)嵱没~出關(guān)鍵一步，被國際學(xué)術(shù)界視為“分水嶺式突破”。

對比國際同類研究，中國方案展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。今年2月，谷歌公司利用“垂柳”處理器在碼距7表面碼上實現(xiàn)低于閾值的糾錯，但其技術(shù)路線依賴直流脈沖抑制量子態(tài)泄漏，不僅對芯片架構(gòu)要求嚴(yán)苛，且擴(kuò)展性極差——隨著比特數(shù)量增加，需在極低溫環(huán)境下進(jìn)行復(fù)雜布線，硬件資源消耗巨大。而中國團(tuán)隊提出的“全微波量子態(tài)泄漏抑制架構(gòu)”具有天然頻分復(fù)用特性，無需額外布線，硬件效率與擴(kuò)展性均領(lǐng)先國際，為構(gòu)建百萬比特級量子計算機(jī)提供了更優(yōu)解決方案。

該團(tuán)隊在量子糾錯領(lǐng)域長期布局，2022年曾率先實現(xiàn)碼距為3的表面碼邏輯比特，驗證了技術(shù)可行性。此次突破不僅將碼距提升至7，更通過創(chuàng)新架構(gòu)解決了擴(kuò)展性難題。研究負(fù)責(zé)人表示，全微波控制方案與現(xiàn)有量子處理器高度兼容，可大幅降低硬件復(fù)雜度，為未來規(guī)模化量子計算系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。國際同行評價稱，這一成果“重新定義了量子糾錯的技術(shù)邊界”。