IBM与美国芝加哥大学研究团队宣布,已利用70个逻辑量子比特完成一项经典计算机难以完成的量子计算,并实现结果可验证。业界普遍认为,这一成果不仅体现了量子计算能力的提升,也意味着容错量子计算向实用化又迈进一步。
据Coinpost当地时间31日报道,IBM与芝加哥大学联合团队通过引入新的误差校正方法,将整项量子计算控制在约15分钟内完成。
此次突破的关键,不仅在于完成了大规模计算,更在于建立了验证计算结果的技术路径。通常所说的“量子优势”,是指量子计算机在特定任务上的计算能力超越经典计算机,但如何验证其结果长期以来一直是该领域的核心难题之一。
研究团队以“随机电路采样”(Random Circuit Sampling)这一传统性能评估方法为基础,提出并应用了新的验证技术。该方案可在计算过程中检测错误,同时保持经典计算机难以复现的计算复杂度。
本次实验采用了具备纠错能力的逻辑量子比特。所谓逻辑量子比特,是将多个物理量子比特编码为一个逻辑单元以实现纠错。相比更容易受到外部环境干扰的物理量子比特,逻辑量子比特能够提供更高的计算稳定性。
实验过程中,研究团队完成了2415次逻辑双量子比特运算和468次逻辑T门运算。T门被视为实现复杂量子算法所必需的关键量子门操作。实验结果显示,逻辑错误率已降至物理错误率的约十分之一。
芝加哥大学副教授Bill Fefferman表示,在证明量子优势的过程中,最困难的任务之一就是验证计算结果,而此次研究的意义恰恰在于此。
芝加哥大学博士生研究员Sumeet Goswami认为,验证技术的进步有望加速下一代容错量子计算机走向实用化。IBM Research总监Jay Gambetta也表示,这一成果意味着“距离量子优势时代更近了一步”。
不过,业界普遍认为,这项研究尚不足以对加密货币安全体系构成直接威胁。比特币采用基于椭圆曲线密码(ECC)的公钥密码方案,而一旦具备足够性能的容错量子计算机出现,长期来看确实存在被破解的风险。
但Google Quantum AI今年3月发布的研究分析指出,若要破解比特币加密,大约需要1200至1500个具备容错能力的逻辑量子比特。相比之下,本次实验仅使用70个逻辑量子比特,与足以威胁现实密码体系的水平仍有明显差距。
因此,业界更倾向于将这一成果视为量子计算发展过程中的重要里程碑。其意义更多在于,依靠误差校正驱动的量子计算正在进入“可计算、可验证”的新阶段,而非对比特币或以太坊加密机制造成直接冲击。尤其是实现计算结果可验证,被认为将成为未来开发大规模容错量子计算机的重要基础。
按照IBM的路线图,公司目标是在2029年前实现大规模容错量子计算机。为此,IBM正推进相关系统研发,计划支持约200个逻辑量子比特,并具备处理1亿次量子运算的能力。
在此背景下,市场关注的焦点将转向两个方面:一是逻辑量子比特规模扩张与错误率改善,能否按照IBM既定节奏持续推进;二是可验证量子计算技术距离真正商业化还有多远。