量子刊号：你永远无法真正预知未来

十多年来，人们一直在争论量子计算机是否对比特币网络构成了现实威胁。13多年前，当我第一次发现比特币时，这已经是一个严肃的讨论话题了。 

自从很久以前我还是个笨拙的白痴，试图弄清楚这里发生了什么以来，无论是在理论还是现实工程方面，都取得了相当大的进展。 

自那时以来，已经实现了两个重要的里程碑，这对在未来十年左右实际生产出可行的量子计算机的可能性产生了实质性的影响。这并不本质上意味着它会达到无处不在的程度，甚至对于那些拥有大量资本的人来说也不一定能相对容易地获得。 

但在不久的将来，很有可能会生产出一些可行的机器。 

纠错方面的改进

第一个重大改进是在纠错方面。为了抵消在这种微小规模下工作的固有噪声，要获得在实际计算中有用的逻辑比特，需要使用多个冗余的物理比特。 

之前最先进的方法是表面码，这是一种将多个物理比特捆绑在一个网格中的方法，并使用其中一些作为校验比特，定期“检查”它们的邻居，以确保叠加态没有发生内部错误（在不使叠加态坍缩的情况下）。每个网格的空白空间都需要填满校验比特。 

这种校验比特的要求创造了额外的开销，总计每个逻辑比特可能接近 1,000 个物理比特，并且随着规模的扩大，情况会变得糟糕，因为校验比特只能检查紧邻它们的比特。因此，每个比特的分组都需要有等距分布的检查器。 

量子低密度奇偶校验 (qLDPC) 码消除了这一瓶颈，允许校验比特在设备上远距离检查其他比特（通过交织在一起以跨芯片部分通信的迹线，或像中性原子设计那样通过物理移动原子）。这使得产生可靠逻辑比特所需的物理比特数量减少了 10x。 

这不是一件可以等闲视之的事情。虽然它可能不是一台功能齐全、在获得更高效率方面取得进展的机器，但在构成功能齐全量子计算机生产基础的工程过程中，这是实质性的效率提升。 

在证明基本原理方面的进展

第二个与一个更基本的问题有关，即关于增加更多物理比特会导致系统中整体噪声降低而不是增加的断言。目前这实际上仍然是理论，你必须记住，到目前为止，还没有一台功能齐全的量子计算机能够从头到尾执行经典计算机无法完成的计算。 

Google 使用他们的 Sycamore（以及后来的 Willow）芯片进行了一项实验，以实验性地验证增加更多物理比特的效果。非常明确的是，这不是执行计算的演示，而仅仅是在内存中存储信息而不使其衰减的演示。 

他们通过使用由 17 个物理比特组成、49 个物理比特组成和 101 个物理比特组成的逻辑比特束证明了逻辑错误率（数据损坏的频率）随着物理比特数的增加而降低。这项测试通过了一个关键阈值，即由独立物理比特创建的逻辑比特维持相干性的时间比构成它的任何单个物理比特都要长。 

同样，这并不是向执行经典机器无法完成计算的功能齐全量子计算机的跨越，但它是证明量子计算机基本假设之一的实质性进展。 

人工智能

在这个领域中，这些并不是我们正在寻找更好解决方案的唯一方面。人工智能已成为这些系统的重要组成部分。它被用于从量子计算机中读取和解码信息的实际过程中，这是大规模实际使用它的一个大瓶颈。