近日，中國科學技術大學團隊基於超導量子處理器“祖衝之3.2號”在碼距為7的表面碼上實現了低於糾錯閾值的量子糾錯，使得我國達到了“低於閾值，越糾越對”的關鍵里程碑，為未來大規模容錯量子計算奠定關鍵技術基礎。
都説量子計算機“算得快”，但為什麼總容易“算錯”？這次實現的“越糾越對”，到底給它用了什麼“糾錯妙招”呢？
核心邏輯：糾錯閾值的突破，是量子計算技術進階的“核心關鍵”
北京計算科學研究中心教授薛鵬用一個形象的類比揭開了量子糾錯的本質：量子計算如同一輛馬力極強卻極度“嬌氣”的賽車，潛力很大，但一點風吹草動就可能跑偏；量子糾錯就是為其配備的糾偏系統，但糾偏本身也會産生干擾，如果底子不夠穩，糾得越勤反而越容易失控，這就是為什麼很多時候會出現“越糾越錯”。
所謂“閾值”，就是這套糾錯系統能否産生正收益的分界線：在閾值之上，糾錯越多越添亂；跨過閾值之後，糾錯才開始真正管用，碼距越大、資源投入越多，邏輯錯誤率反而越低，這才叫“越糾越對”，這是量子計算從理論可行走向可擴展的工程系統的前提。
世界上能實現“低於閾值”的團隊本就不多，因此，這項成果的價值不在“搶第一”，而在於我國依託自主處理器&&、沿着更具擴展潛力的全微波路線，獨立跨過關鍵門檻，確立了在容錯量子計算主賽道上與國際領先力量同&競爭的地位。這一跨越，意味着量子計算從“理論可行”邁入“工程化可擴展”的關鍵階段，為後續規模化發展掃清了最關鍵的障礙。
兩大妙招：“泄漏回收”“快速重置”構建糾錯閉環
薛鵬用“多層樓”的類比解釋了泄漏錯誤的危害：“我們希望量子比特只在‘0/1’這兩層樓裏活動，但真實器件像多層樓，它可能一不小心跑到‘0/1 之外的樓層’。一旦‘跑錯樓’，常規糾錯手段既看不清也處理不乾淨，還會在後續操作中被錯誤‘帶節奏’，把附近的量子比特也拖下水——這就是過去一些實驗裏“糾錯次數越多反而越糟”的重要原因。”
要實現“越糾越對”，核心是讓糾錯速度跑贏噪聲擴散。我國科研人員提出的“泄漏回收”與“快速重置”兩大技術，形成了“堵源頭”與“斷傳播”的協同邏輯，精準命中了泄漏錯誤的本質癥結。
第一招泄漏回收，也就是給數據量子比特安裝“自動拖回正道”的通道：一旦跑到“非法樓層”，就用特定的微波驅動把它引導回計算空間，多餘能量被帶走，避免泄漏在很多輪裏越積越多。第二招快速重置，負責“報錯”的輔助量子比特，每一輪結束都做一次快速、無條件的“清零重來”，確保它們下一輪是“乾淨上崗”，不會把上一輪的殘留錯誤繼續傳下去。
總的來説，以前量子糾錯像“邊修邊漏水”，越修越亂；這次相當於把最難纏的“漏水點”用回收+重置堵住了，於是才出現“規模越大，反而越可靠”的效果。
架構支撐：“全微波量子態泄漏抑制架構”破解工程化難題
如果説“泄漏回收”與“快速重置”是精準糾錯的“雙引擎”，那麼自主創新的“全微波量子態泄漏抑制架構”就是支撐其穩定運行的“底層底座”。
薛鵬用“二維游戲的”類比進行通俗解讀，想象一款完全基於二維平面設計的游戲（如《貪吃蛇》），所有角色、動作和規則都限於這個平面內，這正對應量子糾錯所預設的二維“計算子空間”，而“泄漏錯誤”就如同游戲角色因物理漏洞意外卡進了第三個維度（如空中或墻裏）。其後果是：第一，平面內的所有規則對它立即失效；第二，這個“懸空”的角色可能通過交互“傳染”給平面內的其他角色，引發連鎖錯誤（傳播並引發關聯錯誤）；第三，它不會自動復位，會持續破壞系統。
“全微波量子態泄漏抑制架構”的核心思路是將泄漏態視為需要清除的多餘能量，通過精心設計的微波脈衝，主動將其耦合到一個能快速耗散能量的通道中，使能量迅速衰減到環境中。這個過程就像把泄漏不斷“抽走”，從而防止它在多個糾錯循環中累積和傳播。該方案的特別優勢在於，整個抑制過程被無縫嵌入量子糾錯的正常操作過程中，無需額外的硬體或時間開銷。
實踐案例：從科研重器到賦能千行百業的民生價值
薛鵬指出，“祖衝之3.2號”在碼距為7的表面碼上實現低於糾錯閾值的量子糾錯，標誌着我國量子計算已具備“穩定幹活”的能力，不再是“算着算着就出錯”的實驗室設備。
在生物醫藥領域，模擬新型藥物分子結構，經典計算機需數百年，量子計算機理論上幾天就能完成，還可加速抗癌藥、新能源材料研發；優化全國物流路線，量子算法能瞬間算出千萬級節點的最優解，降低運輸成本；甚至還能提升AI訓練效率，讓人工智能更快學會識別疾病影像、預測天氣。
從“祖衝之3.2號”開始，我們已經跨過了“糾錯能否戰勝噪聲”的關鍵門檻，就像造飛機突破了“穩定飛行”的瓶頸，後續只需逐步增加規模、優化性能。簡言之，這次突破不是“量子計算機明天就能普及”的信號，卻是“量子計算機真正能用起來”的里程碑。
那個能幫醫生研發新藥、幫工程師設計材料、幫物流公司降本增效的量子時代，正一步步向我們走來。普通人用上量子計算機的日子，確實更近了。（作者：林雨南 郭曉婷）
