比预期更早？实用量子纠错承诺于2028年实现。

# 比预期更早？承诺2028年实现有用的量子纠错。 来源：https://arstechnica.com/science/2026/06/amazon-quera-promise-useful-quantum-error-correction-by-2028/ 此外，超越经典的量子硬件，以及经典计算的反击。 QuEra正在测试的Libra硬件的基本布局。图片来源：QuEra 量子计算新闻通常在年底前后升温，因为公司们试图提供证据，证明他们按时达到了各项基准。然而，今年夏天伊始，从渐进式进展到引人注目的承诺，已经有一些有趣的公告。正如我们本月初所做的（https://arstechnica.com/science/2026/06/microsoft-atom-computing-eeroq-update-their-quantum-computing-progress/），Ars整理了一些最重要的公告。 其中包括承诺最早在2028年实现有用且纠错后的量子计算、更新后的离子阱处理器细节，以及一个因更传统算法取得进展而削弱了量子霸权主张的案例。 ## 2028年，非同寻常地快 该领域的许多人预计有用的量子计算机仍需大约五到十年时间。尽管可能有一些有用的算法可以在现有易出错的硬件上运行，但几乎所有量子计算可以应用的有趣问题，都需要某种形式的纠错，而这依赖于将一小撮硬件量子比特连接成所谓的逻辑量子比特。逻辑量子比特包括信息的冗余存储以及相邻的量子比特，这些相邻量子比特可以被测量以确定何时发生错误以及如何修复。 要进行有用的计算，你需要相当数量的逻辑量子比特——大约100个来完整模拟某些简单化学品的行为，到数万个来执行诸如能破解加密的复杂算法。（所以，任何“有用”的定义都带有一个重要的前提：“对谁有用？”）这意味着，至少，我们将需要数千个高质量的硬件量子比特来构建一台有用的纠错机器。 目前，现有的量子比特技术要么提供高质量，要么提供大量量子比特。有从现状到目标的路线图，但它们需要几年的渐进式进展。因此有了五到十年的预估。 周一，亚马逊和QuEra声称他们将在两年内实现这一目标。“到2028年，我们将把Libra——一个Megaquop级设备，能够对数百万个逻辑量子比特执行一百万次量子操作——带给我们的客户，使其能够应用于量子化学、高能物理和材料模拟领域，这些应用是目前经典计算机和含噪中等规模量子（NISQ）计算机无法企及的，”亚马逊的声明中说。 这些客户目前通过其Braket云服务可以访问多种不同的量子计算技术。Libra是QuEra提供的硬件，QuEra是一家总部位于波士顿地区的初创公司，致力于中性原子量子计算，并与哈佛大学和麻省理工学院的研究团队共享人员并签订了长期知识产权协议。 中性原子量子计算基于我们使用激光冷却单个原子并将其捕获在重叠光束网格中的能力，量子比特存储在原子核的自旋中。单独的激光系统还可以移动原子，提供任意连接性，从而为算法和纠错目的提供极大的灵活性。该技术目前属于“容易制造大量量子比特”的硬件量子比特类别——QuEra的学术伙伴已经展示了一个3000量子比特的网格（https://arxiv.org/abs/2506.20660）。 然而，这些系统的操作往往会使原子升温，并且移动原子很慢，因此原子以有问题的频率丢失。尽管QuEra背后的人员已经展示了一些令人印象深刻的纠错（https://arstechnica.com/science/2023/12/quantum-computer-performs-error-resistant-operations-with-logical-qubits/），但仍需做大量工作。了解该公司计划如何从其当前的演示进展到高质量系统，对于评估我们能否在本十年结束前看到纠错计算至关重要。 这使得亚马逊公告的时机非常令人沮丧，因为QuEra计划在下周公布其Libra系统的详细路线图。我们已被告知在此之前会有一个完整的简报会，但就目前而言，我们只能说这两家公司并不倾向于炒作，如果他们不是有很好的理由相信事情会成功，可能不会宣布这个消息。 ## Helios的正式描述 11月，Quantinuum宣布了其下一代量子计算硬件（https://arstechnica.com/science/2025/11/new-quantum-computing-hardware-sorts-ions-for-computation/），名为Helios，基于离子阱技术。离子阱与中性原子有一些共同之处，但它不是依靠激光网格，而是依靠电子器件来移动原子的电离版本。尽管有相似之处，离子目前处于当前分界的另一边：现有硬件没有很多量子比特，但量子比特质量极高。 在周三的《自然》杂志上，该公司提供了Helios更详细的技术描述（https://doi.org/10.1038/s41586-026-10676-4）。与我们之前对硬件的描述相比没有变化：它仍然是一个存储环，连接着两条进行操作的腿，离子在执行算法时流入和流出这些腿。（如果您想了解更多，请阅读上一段中的链接——这是一个相当酷的系统。）但论文提供了一些额外的细节。 其中一个细节涉及冷却离子，使它们不会逃逸出设备。Helios系统允许冷却与离子分选和其他操作并行运行。“这种并行分选结合基态冷却，使得冷却和门控周期几乎可以连续运行，因为当前批次完成操作时，下一批量子比特已准备好移入，”论文称。该公司还暗示，它看到了未来在其他地方增加冷却的机会，以至于几乎每个离子在需要用于操作之前都会被冷却。 Helios还带有一个软件栈，将用户的意图与实际量子比特硬件抽象开来。相反，用户编程“虚拟量子比特”，一个实时控制系统选择要使用的实际硬件量子比特。这很可能是系统启用带有纠错逻辑量子比特的算法的方式，用户让系统处理进行实际纠错的细节。 但最引人注目的消息是错误率。在单量子比特门操作期间，错误率为0.00003，这意味着你可以进行很多这样的操作，并确信出现错误的可能性非常低。即使是两量子比特门的最差错误率，也只有0.0008。由于这一点以及Helios拥有的98个量子比特，整个机器基本上无法用经典计算机模拟。到系统进行八轮操作时，最大的超级计算机需要大约10,000,000年才能模拟其行为。 ## 优势？ 传统计算机能做什么以及需要多长时间的问题，已成为该领域面临的最大问题的核心：我们能否让现实世界的量子计算机实现理论声称它们应该能够做到的关键事情，即做经典计算机实际上做不到的事情？这始于对所谓“量子霸权”的大胆声明（https://arstechnica.com/science/2019/09/paper-leaks-showing-a-quantum-computer-doing-something-a-supercomputer-cant/），其中一些在计算机科学家仔细研究问题后（https://arstechnica.com/science/2021/11/math-may-have-caught-up-with-googles-quantum-supremacy-claims/）并没有很好地站住脚。 然而，自那以后，焦点有点转向了量子优势，我倾向于将其理解为量子计算机做那些在经典硬件上极其不切实际的事情。IBM已经建立了一个量子优势追踪器（https://quantum-advantage-tracker.github.io/），并且普遍认为我们正处于看到一些明确例子的边缘。 但参与讨论的每个人都认识到，每一个量子优势的主张都有点像对计算机科学家的挑战，要求他们优化现有的经典算法。根据一家名为Q-CTRL的公司的计算机科学家团队的说法，这似乎正是正在发生的事情。5月，该团队在arXiv上发布了一篇手稿（https://arxiv.org/abs/2605.04025），显示他们可以使用IBM量子处理器以比在一个32 CPU集群上运行的优化算法快3000倍的方式模拟Fermi-Hubbard模型。 另一家软件公司（Multiverse Computing）的人将此视为挑战。与一些学者合作，他们注意到量子优势演示中使用的算法存在一个权衡。基本上，为了限制复杂性，Q-CTRL团队限制了它们考虑的对称性的数量。但Multiverse团队发现，包含系统中所有可能的对称性会减少必须独立考虑的对称性数量。这种权衡有利于经典系统上的更短执行时间。 Multiverse团队还使用模拟输出来确定何时对一项计算采用简化方法，并优化算法以在BPU上运行。最终结果（https://arxiv.org/abs/2605.04025）是他们将量子优势从3000倍降低到了36倍。此外，他们还将模拟运行到了量子系统上所做操作之外的一个额外时间步长。 这个结果正是IBM设立追踪器的原因：那里的人们认识到，任何量子优势的主张只有在量子计算科学家和更传统的算法制作者之间持续对话后才能被接受。这样做的尴尬结果是，即使提交了有效的量子优势主张（或已存在于追踪器中），也可能需要数年时间才能被广泛认可。 到那时，如果亚马逊和QuEra是对的，我们已经有纠错后的量子计算硬件了。 John Timmer的照片（https://arstechnica.com/author/john-timmer/） John是Ars Technica的科学编辑。他在哥伦比亚大学获得生物化学学士学位，并在加州大学伯克利分校获得分子与细胞生物学博士学位。当键盘远离时，他倾向于寻找一辆自行车，或者一个能与徒步靴交流的风景优美的地点。 1条评论（https://arstechnica.com/science/2026/06/amazon-quera-promise-useful-quantum-error-correction-by-2028/#comments） 1. 最受欢迎文章第一篇的列表图片：Anthropic“暂停”其Claude Agent SDK的基于令牌的计费（https://arstechnica.com/ai/2026/06/anthropic-pauses-token-based-billing-for-its-claude-agent-sdk/）