摘要：到 2030 年，容错量子计算机可能会出现，这要归功于一项名为“猫量子比特”的发明，该发明以著名的薛定谔猫思想实验命名，其中一只猫被锁在装有放射性颗粒的盒子中，以“死”和“活”状态的叠加存在，直到盒子被打开。

量子技术公司Alice & Bob概述了其到2030年的量子计算计划，但这个目标有多可行呢？

到 2030 年，容错量子计算机可能会出现，这要归功于一项名为“cat qubit”的发明。 （图片来源：Peter Hansen/Getty Images）

到 2030 年，容错量子计算机可能会出现，这要归功于一项名为“猫量子比特”的发明，该发明以著名的薛定谔猫思想实验命名，其中一只猫被锁在装有放射性颗粒的盒子中，以“死”和“活”状态的叠加存在，直到盒子被打开。

来自巴黎量子技术公司Alice & Bob的研究人员在本月早些时候发布的一份白皮书中揭示了路线图。

一旦科学家构建出能够容纳 100 个逻辑量子比特的量子处理单元 （QPU），这个新的“量子时代”就会实现。逻辑量子比特是共享相同信息的物理量子比特的集合，以确保当组中的单个量子比特发生故障时，计算可以继续。由于量子比特本身就容易出错（失败率为 1000 分之一（而经典比特的失败率为 100 万分之一），因此量子计算经常会中断。

科学家们已经通过开发猫量子比特完成了此路线图的第一步。就像它注定要失败的同名量子比特一样，猫量子比特同时存在于两个量子态的双重叠加中。更传统的量子比特存在于单个叠加中，同时以 0 和 1 的形式存在。cat 量子比特的一个关键优势是，随着量子比特数量的增加，所谓的“位翻转”错误（即 0 切换到 1，反之亦然）的数量会急剧减少。其他类型的错误变得更加常见，但权衡仍然是值得的。

至关重要的是，cat 量子比特对退相干性具有抵抗力，退相干性是来自外部环境的干扰，会导致量子比特失去其量子特性并丢失它们携带的任何有用信息。

但是，为了实现到2030年有用的量子计算的目标，Alice和Bob的科学家们已经确定了需要达到的四个进一步的里程碑。这些任务是构建能够进行纠错的逻辑量子比特，创建第一个纠错逻辑门（也称为量子电路），创建一组通用的逻辑门和实时纠错。完成所有这些步骤后，他们将需要创建一个可以容纳 100 个高质量逻辑量子比特的处理器。

尽管每个里程碑都建立在前一个里程碑之上，但在五年内还有很多事情要完成。

Alice & Bob的白皮书并未涉及意外的挫折或“未知的未知数”（通常被称为黑天鹅）。与可以预测和解释的风险不同，未知的未知数是完全出乎意料的。

即使开发了能够容纳 100 个逻辑量子比特的芯片，也不一定意味着该技术在商业上是可行的，并且可以大规模部署。

来源：科学天天谈