Honeywell量子团队成功实现单一即时检测和量子纠错
https://bit.ly/2Wc6TFj
Honeywell 量子解决方案（Honeywell Quantum Solutions）团队表示成功实现了即时进
行量子纠错（Quantum Error Correction），这是朝离子阱（Ion Trap）技术实现大规模
量子运算迈出的重要一步。
该团队提到，量子纠错（QEC）对于在量子电脑上即时检测和纠正错误是必要的。目前，
大多数的量子纠错方法是在程式运行结束后修正错误或“噪音”，这种技术被称为后期处
理（post-processing）。
由于量子电脑设备极其敏感，环境中的微小变化都会影响到运算而产生错误。Honeywell
量子解决方案总裁 Tony Uttley 表示，能够即时纠正这些错误是一大进步。
Tony Uttley 表示，量子技术仍处于早期阶段，必须对抗运算过程中积累的错误，而
Honeywell 团队在量子电脑即时纠错不再只是理论，将为实现精确的量子运算能力铺路。
Honeywell 的研究成果发表在本月（2021.7）论文预印网站 arXiv上。论文中，研究人员
描述了他们如何创建一个单一的逻辑量子位元（一系列纠缠的物理量子位元）并应用多轮
的量子纠错。这个逻辑量子位元受到保护，不受量子电脑中发生的两种主要错误 - 位元
翻转（Bit-Flip）和相位翻转（Phase-Flip）- 影响。
这种“保护”量子资讯、防止量子运算被不完善和噪音破坏的能力，在 Honeywell 的量
子电脑 System Model H1 上得到了证明。
谷歌（Google）、IBM、苏黎世联邦理工学院（ETH）等企业和机构的团队都有发表量子纠
错相关研究。但根据 Honeywell的说法，他们已经研究了能纠正单一类型错误（位或相位
，但不能同时纠正两者）的代码。 而其他团队研究了量子错误检测代码，可以检测两种
类型的错误，但不能纠正错误。
认同Honeywell该项成就，重要的是要了解检测并纠正量子错误是多么困难。
开发逻辑量子位元（Logical Qubits）的重要性
量子位元脆弱且易变的。它们会接收来自环境的干扰或“噪音”。这种噪音会导致错误积
累，并破坏存储在物理量子位元中和之间的信息，科学家将此称为“退相干”（
decoherence）。 试图直接检测和纠正物理量子位元上错误也会破坏其量子性。而经典运
算中常见的复制数据，因为涉及到对信息进行多个精确的复制，但在量子中是行不通的。
为了克服这些问题，一些科学家，包括 Peter Shor、Robert Calderbank 和 Andrew
Steane，在研究了量子位元经历退相干的速度之后，至少在理论上找到了解决方法。他们
证明，透过将信息储存在纠缠的量子位元的集合中，有可能在不破坏量子信息的情况下检
测和纠正错误，并将纠缠的量子位元的组合称为逻辑量子位元。科学家们已经花了多年时
间来开发可应用于逻辑量子位元的程式和方法，以确保量子信息不出错。
Honeywell 量子解决方案和剑桥量子公司合并
Honeywell 表示未来还有更多的工作要做。因为创建逻辑量子位元和应用量子纠错也会增
加系统的噪音，研究人员现在正在努力跨越逻辑错误率小于物理错误率的平衡点。之后，
研究人员将致力于制造多个逻辑量子位元，这通常需要更好的保真度、更多的物理量子位
元以及量子位元之间更好的连接，难度更高。但 Honeywell 团队的最终目标是创造一个
新时代的容错量子电脑，即使遇到一些操作失败也能继续运作。
最近，Honeywell 量子解决方案和剑桥量子公司（Cambridge Quantum）宣布成立合资公
司，合并两家公司的量子业务后，有机会成为全球最大的量子公司。