实现实用规模量子计算的挑战？

Question

这个问题对很多人都有用。

我们是否可以整理一系列实施规模量子计算的挑战？

Aw

Answer 1

挑战取决于物理架构。选择一个物理实现，看看哪个DiVincenzo的标准丢失了。这些将是所选择的架构的挑战。

Answer 2

是否存在符合5 DiVincenzo标准的物理实现？

Aw

Answer 3

首先，我要提一下，当人们说他们想要一台实用规模的量子计算机时，他们可能意味着他们想要的设备可以执行计算并产生一个好的结果，概率任意接近100 ％。这可以通过使用量子误差校正算法用不完美的量子比特来实现，但它仍然需要一些质量良好的量子比特（并且＃34;体面＆＃34;到今天的标准是最高质量的人做的）。有一个量子比特质量阈值，高于该阈值，使用这些纠错算法变得有用并降低了逻辑错误率。低于该阈值，最好不要错过任何错误，也不要执行任何纠错。

回答这个问题： ＆＃34;＆＃34;是否存在符合5 DiVincenzo标准的物理实现？＆＃34;＆＃34;

某些架构部分满足所有这些架构，但没有达到执行纠错所需的级别。因此，实现了实用规模和可靠的量子计算。例如，IBM和Rigetti-computing（也许谷歌也要进行验证）拥有使用超导/电路量子比特的小型量子计算机，但每个单独的量子位都不是那么好（通过纠错标准），而且几个量子位功能是低于量子误差校正阈值。这意味着执行计算可能会产生不正确的结果。获得错误结果的可能性取决于一系列因素，例如每个量子比特的相干时间，单量子和2量子比特门保真度，读出保真度等等。

这种小规模的量子计算机确实在某种意义上执行量子计算。在量子化学或凝聚态物质（有望成为量子计算机的杀手级应用程序）中进行有趣的应用尚不具备所需的可靠性。