QuEra表示，容错量子计算机可能于2028年面世

容错量子计算的大胆时间表

量子计算公司QuEra表示，计划在2028年前交付一台容错量子计算机，并通过与Amazon Web Services的合作将其通过云端提供。如果实现，这一里程碑将标志着该领域最重要的转变之一：从仍然过于易错、难以承担许多实用任务的实验性量子硬件，迈向能够在有意义的规模上检测并纠正自身错误的系统。

这家公司计划中的机器名为Libra，将由利用激光控制的超冷中性原子构建。根据所提供的原文，Libra预计将包含10,000到15,000个量子比特，并划分为256个逻辑量子比特。QuEra预计，每个逻辑量子比特平均只有在一百万次运算中才会出现一次错误，足以支持一个“megaquop”，即一百万次运算。

为什么纠错才是真正的障碍

量子计算最持久的技术难题并不是缺少量子比特，而是这些量子比特的脆弱性。如今的系统错误率高到即使展示出令人印象深刻的能力，它们能够执行的可靠步骤数量仍然有限。这极大限制了其在化学、材料科学和药物发现等领域的实用性，而这些正是量子优势最常被提及的未来受益领域。

一台容错机器将通过在计算被错误淹没之前持续捕捉并纠正错误来改变这一点。这也是QuEra此番说法的重要之处。该公司不仅是在承诺一台更大的机器，而是在承诺一种质量上不同的机器，一种可能推动整个行业更接近可靠的应用级工作的系统。

从今天到2028年的差距

挑战很大。原文指出，目前最大的中性原子阵列包含6,100个量子比特，但这些量子比特尚未用于计算。与此同时，迄今实现的最大纠错逻辑量子比特数量是48。因此，QuEra的路线图需要多个方向同时取得进展：更多物理量子比特、更强的纠错能力、系统集成，以及面向云端的运行可靠性。

这也是文章中外部专家将这一目标视为方向上可行、但执行上艰难的原因。Atom Computing的Jonathan King表示，与实验室演示相比，一个完全可用的计算系统将需要众多科学和工程进展同时到位。换言之，问题不在于底层概念是否合理，而在于所有支撑层能否足够快地成熟。

一场时间表紧迫的行业竞赛

QuEra设定的2028年目标也比一些竞争对手更激进。原文提到，IBM预计从2029年开始提供容错量子计算机。这意味着QuEra不仅要解决技术问题，还要在现代计算中最需要资本和专业知识的领域之一，以压缩后的时间表向前推进。

该公司选择中性原子技术正是核心所在。中性原子系统之所以有前景，是因为激光可以同时操控许多原子，从而有望支持大规模阵列。但硬件架构层面的前景，并不能消除将这些阵列转化为稳定、可重复且具有商业价值机器的工程复杂性。

成功意味着什么

如果Libra按计划到来并且表现如宣传所说，它将成为整个行业的一个里程碑。一套可通过云端访问的容错系统，将为研究人员和企业提供一个平台，用来检验长期以来备受期待的量子应用场景是否终于能够从理论走向现实。它也会向竞争性的架构和供应商施压，要求他们证明自己的路线图能够提供同等的可靠性。

不过，就目前而言，QuEra的宣布最好被视为一项雄心勃勃的工程承诺，而不是已经尘埃落定的事实。这个领域长期以来都有理想愿景不断撞上硬件现实的历史。尽管如此，竞赛显然已经推进到新的阶段。各家公司不再只是讨论容错是否重要，而是在为他们认为自己能够交付的时间点设定日期。仅这一点就表明，量子计算正在进入一个新阶段，尽管2028年最终可能比计划中更难实现。

本文基于New Scientist的报道。阅读原文。