实现实用规模量子计算的挑战？
Challenges in Enabling Practical-Scale Quantum Computing?
这个问题对很多人都有用。
我们能否整理一份实现实用规模量子计算的挑战列表？
吴宇森
挑战取决于物理架构。选择一个物理实现并查找缺少哪些 DiVincenzo 标准。这些将是所选架构的挑战。
首先，我要提一下，当人们说他们想要一台 practical-scale 量子计算机时，他们的意思可能是他们想要一种能够执行计算并以一定概率产生良好结果的设备任意接近 100%。这可以通过使用 Quantum-Error-Correction 算法使用不完美的量子比特来实现，但它仍然需要质量相当不错的量子比特（按照今天的标准，"decent" 是人们所做的最高质量）。有一个量子比特质量阈值，高于该阈值使用这些纠错算法就会变得有用并降低逻辑错误率。低于该阈值，最好希望没有错误并且不执行任何纠错。
回答问题：
“"Are there physical implementations that fulfill the 5 DiVincenzo's criteria?"”
一些架构部分满足所有这些要求，但未达到执行纠错所需的水平，因此启用 practical-scale 和可靠的量子计算。例如，IBM 和 Rigetti-computing（也许 google 也是？待验证）有 small-scale 个使用 superconducting/circuit 个量子位的量子计算机，但每个单独的量子位都不是那么好（错误校正标准）和几个量子位特征低于 Quantum-Error-Correction 阈值。这意味着执行计算可能会产生不正确的结果。得到错误结果的概率取决于一系列因素，例如每个单独量子位的相干时间、单量子位和 2 量子位门保真度、读出保真度等。
这样的 small-scale 量子计算机在某种意义上确实执行了量子计算。在量子化学或凝聚态物质（预计将成为量子计算机的killer-apps）中进行有趣的应用还没有达到所需的可靠性。
这个问题对很多人都有用。
我们能否整理一份实现实用规模量子计算的挑战列表？
吴宇森
挑战取决于物理架构。选择一个物理实现并查找缺少哪些 DiVincenzo 标准。这些将是所选架构的挑战。
首先，我要提一下，当人们说他们想要一台 practical-scale 量子计算机时，他们的意思可能是他们想要一种能够执行计算并以一定概率产生良好结果的设备任意接近 100%。这可以通过使用 Quantum-Error-Correction 算法使用不完美的量子比特来实现，但它仍然需要质量相当不错的量子比特（按照今天的标准，"decent" 是人们所做的最高质量）。有一个量子比特质量阈值，高于该阈值使用这些纠错算法就会变得有用并降低逻辑错误率。低于该阈值，最好希望没有错误并且不执行任何纠错。
回答问题： “"Are there physical implementations that fulfill the 5 DiVincenzo's criteria?"”
一些架构部分满足所有这些要求，但未达到执行纠错所需的水平，因此启用 practical-scale 和可靠的量子计算。例如，IBM 和 Rigetti-computing（也许 google 也是？待验证）有 small-scale 个使用 superconducting/circuit 个量子位的量子计算机，但每个单独的量子位都不是那么好（错误校正标准）和几个量子位特征低于 Quantum-Error-Correction 阈值。这意味着执行计算可能会产生不正确的结果。得到错误结果的概率取决于一系列因素，例如每个单独量子位的相干时间、单量子位和 2 量子位门保真度、读出保真度等。
这样的 small-scale 量子计算机在某种意义上确实执行了量子计算。在量子化学或凝聚态物质（预计将成为量子计算机的killer-apps）中进行有趣的应用还没有达到所需的可靠性。