由 Wolfgang 
谷歌近日发布了拥有105个量子比特的全新量子芯片Willow，实现了量子比特增加的同时错误率指数级降低，这是量子纠错领域30年来一直难以突破的关键挑战。Willow仅需五分钟即可完成当前顶级计算机需要10^25年才能完成的计算。
量子计算之所以强大，源于其基本单位——量子比特（qubit）可以处于“既是0又是1”的叠加态，实现并行计算。此外，量子纠缠使得量子比特之间信息传递和计算效率成倍提升。量子计算利用叠加态筛选正确结果，避免了传统计算的冗长试探。
然而，量子计算也面临挑战：量子态容易受外界干扰而坍缩，导致计算错误。随着量子比特数量增加，错误率会急剧上升。为了解决这个问题，科学家们尝试了重复编码和拓扑量子码等方法。Willow的突破在于，通过构建“逻辑量子比特”，利用多个物理量子比特协同工作，有效降低了错误率，实现了“低于阈值”的性能，即在增加量子比特数量的同时降低错误率。
虽然Willow的突破意义重大，但目前量子计算距离商业应用还有很长的路要走。Willow选择的基准测试依然是随机电路采样，主要用于证明量子计算机在特定问题上的优势，而非实际应用。虽然量子计算潜力巨大，有望应用于药物发现、聚变能源等领域，但其在AI领域的应用仍面临挑战，例如大模型训练数据及量子芯片本身的错误率都会影响其精确度。
