Quantinuum研发的新型量子计算机将Google的最高纪录甩开100多倍

2019 年，Google的 Sycamore 量子计算机创造了所谓的量子优势，在 200 秒内完成了一项经典超级计算机需要 1 万年才能完成的特定任务。虽然这一成就引起了一些争议，但总的来说，Google的说法经受住了时间的考验--直到现在。上个月，一家名为 Quantinuum 的公司表示，它已经达到了许多人认为需要数年才能达到的纠错性能阈值。

一台新的 56 量子比特 H2-1 计算机将Google Sycamore 量子计算机的"量子优势"记录推翻了 100 倍。

这个头衔属于一家名为Quantinuum 的计算公司。该公司在 2024 年 1 月至 6 月期间在其量子计算机上进行了多项实验。该公司声称，它的机器达到了纠错性能阈值，而许多专家认为这还需要数年时间。该公司上个月在上传到预印本数据库arXiv的一项研究中公布了其研究成果。该研究尚未经过同行评审。

Quantinuum 认为，使用随机电路采样算法后，其性能有了显著提高。它的估计线性交叉熵基准（XEB）得分约为 0.35，比以前的演示结果高出 100 多倍。

据 Quantinuum 称，配置了 32 个物理量子位的 H2-1 支持创建四个高度可靠的逻辑量子位，其运行速度"优于收支平衡"--这代表着向容错量子计算迈出了重要一步。这意味着逻辑量子比特比它们组成的物理量子比特更可靠，而这正是实用量子纠错的关键门槛。

此外，逻辑电路误差率比相应的物理电路误差率低达 800 倍，Quantinuum 表示，没有任何其他量子计算公司能与之媲美。

纠错可以保护量子信息免受噪声和退相干的影响，从而使量子计算机能够执行更长、更复杂的计算。在量子计算中，错误率通常远高于经典计算；目前最先进的量子计算机的错误率在 1% 到 0.1% 之间。

Google的 Sycamore 量子计算机拥有 53 个量子比特，于2019 年首次亮相，当时它在 200 秒内完成了一项特定任务，XEB 结果约为 0.002。Google声称，世界上最先进的经典超级计算机"Summit"完成这项任务需要大约 1 万年的时间。

简而言之，它实现了量子计算领域的一个重要里程碑，即量子优势。后来，IBM 认为，这项任务并没有那么难，在类似 Summit 这样的经典系统上只需要 2.5 天。

不过，Quantinuum 的创始人兼首席产品官伊利亚斯-汗（Ilyas Khan）似乎接受了 Sycamore 的成就。他说："2019年底，Google发布了量子优势实验的细节，当时Google的首席执行官桑达尔-皮查伊发表了一篇博客，对当时达到的里程碑的重要性进行了论述，这篇博客经受住了时间的考验。Quantinuum 的工作将这一标准提升到了一个我们期待已久的高度。在这里，传统超级计算机根本无法与之抗衡，而计算任务则是可衡量的、相关的。"