D-Wave《自然》論文顯示99.9%保真度閘極，削減錯誤更正開銷

D-Wave Quantum的雙軌架構在《自然》研究中實現了雙量子位閘極99.9%的保真度，目標是在邁向容錯計算的過程中，每次錯誤更正增量實現10倍的錯誤率下降。

「閘極模型量子計算最大的剩餘挑戰，並非單純地建造更多量子位，而是建造一個在規模擴張時仍能高效更正的系統，」D-Wave執行長艾倫·巴拉茨（Dr. Alan Baratz）表示。「超導量子電腦以速度著稱，但要在可擴展的容錯系統中實現所需的高保真度，始終是一項挑戰。」

這篇題為《雙軌擦除量子位的糾纏閘極》（An entangling gate for dual-rail erasure qubits）的論文，報告在雙量子位運算中實現約99.9%的保真度，閘極時間約為500奈秒。D-Wave的模擬顯示，該架構可將邏輯錯誤率在每次錯誤更正增量中降低10倍——公司將此指標稱為Lambda。公司的路線圖目標是在2032年前建成一台擁有超過100萬次運算能力的100邏輯量子位系統。

這項成果使D-Wave在容錯量子計算競賽中與IBM、Google和IonQ並駕齊驅。D-Wave的方法利用硬體層級的錯誤檢測來減少競爭對手所需的實體量子位開銷，有望降低建造商用量子系統的成本與工程複雜度。

雙軌架構重塑錯誤更正方程式

量子資訊本質上極為脆弱，而在多數閘極模型架構中，錯誤更正常需要大量額外的實體量子位與運算資源。以IBM的表面碼方法為例，通常需要數百個實體量子位才能編碼單一邏輯量子位，而Google的錯誤更正示範同樣依賴大量量子位開銷。D-Wave的雙軌設計建立了一個有利的錯誤階層結構，使最常見的量子錯誤同時也是最容易更正的錯誤，從而減少每個邏輯量子位所需的實體量子位數量。

雙軌架構將每個量子位編碼於兩個超導共振腔中，使錯誤能在硬體層級被偵測，而非依賴複雜的軟體症候群量測。這種內建的錯誤偵測能力正是有利錯誤階層結構的關鍵——當錯誤發生時，會立即被標記為擦除事件，這比一般的量子錯誤更容易更正。

D-Wave首席科學家羅伯特·舍爾科普夫（Dr. Robert Schoelkopf）表示，該糾纏閘極已整合至公司的閘極模型系統中，並表現出相當的效能。「我們相信這些結果提供了有力證據，證明支撐我們閘極模型開發路線圖的核心架構原則，能夠實現實用化容錯量子計算所需的速度、保真度與錯誤更正效率，」他表示。

Lambda指標是D-Wave競爭定位的核心。Lambda值為10意味著系統在每次錯誤更正增量中可靠性提高10倍，使系統能以遠少於以往所需的實體量子位，實現低邏輯錯誤率。公司的整合式低溫控制技術進一步減少了通常用於錯誤偵測與更正所需的經典硬體開銷。

這項突破對投資者的意義

D-Wave的雙平台策略——同時提供退火與閘極模型系統——使其有別於純閘極模型的競爭對手。公司的退火系統已投入商業部署，其Leap量子雲端服務報告99.9%的可用性，超過100個商業、政府及研究機構使用其系統。發表於《自然》的閘極模型研究推進了該策略的第二支柱，鎖定需要通用量子計算的更廣泛運算問題。

《自然》的發表為D-Wave的技術主張增添了科學可信度，這對企業採用與政府合約至關重要。公司的閘極模型路線圖以2032年完成100邏輯量子位系統為目標，代表了需持續資本投入的多年開發週期。對投資者而言，關鍵問題在於D-Wave能否在IBM和Google等競爭對手推出自家容錯系統之前，將科學動能轉化為商業收入。

D-Wave首席開發長崔佛·蘭丁（Dr. Trevor Lanting）將這項研究定位為容錯計算所需的數項基礎能力之一。「這項研究展示了我們雙軌架構的基礎能力之一，並使我們向容錯閘極模型量子計算邁出了重要一步，」他表示。

本文僅供參考之用，不構成投資建議。