微軟量子計算重大突破！成功開發4D拓撲量子糾錯碼

微軟量子計算領域的重大突破：4D拓撲量子糾錯碼

近日，根據媒體報導，微軟執行長薩提亞·納德拉宣布了公司在量子計算領域的一項重大進展——成功開發出4D拓撲量子糾錯碼。這一技術相比傳統的2D方案，在編碼效率、糾錯能力和邏輯操作上均有顯著優勢。

新穎的4D拓撲量子糾錯碼能夠大幅降低每個邏輯量子位所需的物理量子位數量，僅需極少的物理量子位即可完成高效的錯誤檢查，並將錯誤率降低千倍以上。

應用於Azure Quantum平台，加速科研與醫療發展

此一量子計算技術將被整合至微軟的Azure Quantum量子計算平台中，預計可大幅提升科研及醫療領域的研發效率。該技術特別適用於具有全連接特性的量子位系統，如中性原子、離子阱和光子學等，能有效減少物理量子位的錯誤率多個數量級，確保量子電路可靠運行。

資源需求顯著下降，提升量子計算可行性

透過在4D空間中優化編碼，構建每個邏輯量子位所需的物理量子位數量減少了五倍。這意味著在實現相同糾錯能力和邏輯操作時，所需物理量子位的總數遠低於傳統方案。

此外，從資源需求的角度來看，4D拓撲量子糾錯碼在達到相同效果的情況下，顯著降低了對物理量子位的需求。對於當前和近期的量子硬體來說，這是一大優勢，因為現有的量子硬體平台在物理量子位的數量和品質上仍存在限制。

降低成本與提高穩定性，推動量子計算實際應用

減少物理量子位的需求不僅能降低量子計算系統的硬體成本，還能進一步提升系統的可靠性和穩定性。此外，4D拓撲量子糾錯碼在進行邏輯操作時所需的輔助資源也相對較少，這進一步降低了量子計算的資源消耗，使量子計算在實際應用中更具可行性。