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2025量子纠错报告重磅发布:QEC成实用级量子计算核心行业迎多维变革与挑战

作者:小编 日期:Dec.02.2025 点击数:  

  

2025量子纠错报告重磅发布:QEC成实用级量子计算核心行业迎多维变革与挑战(图1)

  2025 年 11 月 19 日,Riverlane 发布《2025 年量子纠错(QEC)报告》。该报告基于两倍于 2024 年的专家咨询规模,在范围与深度上显著扩容,揭示了量子纠错领域的关键趋势与共识 —— QEC 已被全球公认为实现 “超越经典系统、解决有意义问题” 的实用级量子计算机的核心前提,同时行业也面临技术协作、人才短缺等多重挑战。

  报告指出,2024 年底谷歌量子 AI 的成果成为过去 12 个月量子计算领域的 “定义性里程碑”。其展示的超导量子系统,成功将错误率降至有效 QEC 阈值以下,且性能显著优于 “收支平衡” 水平,极大提振了行业信心。

  但专家强调,技术突破只是起点。Qolab 首席技术官兼联合创始人 John Martinis 直言:“规模化的难度远超想象,BG大游尽管领域进展显著,但我们仍需加快步伐。” 他拥有 25 年量子领域经验,认为后续需攻克的规模化难题,将是比突破阈值更复杂的挑战。

  2025 年被定义为量子计算行业的 “思维转折点”—— 尽管含噪声中等规模量子(NISQ)设备的研究仍在推进,但所有受访专家一致认为,QEC 已成为实现实用级量子计算的 “必选项”。

  IQM 量子计算机联合首席执行官 Jan Goetz 表示:“过去一年,行业从聚焦 NISQ 错误转向拥抱纠错的广泛潜力,实验成果、理论编码进展及即将到来的逻辑量子比特里程碑,标志着领域进入新的进步时代。”

  报告明确,QEC 并非孤立技术,其发展高度依赖经典计算与量子比特技术的协同突破。当前量子比特的数量与保真度虽持续提升,但随着系统规模扩大,“维持高门保真度与长相干时间” 仍需大量基础工作。

  同时,企业在规模化准备中面临多重工程难题。BG大游Alice & Bob 固件副总裁 Jérémie Guillaud 指出:“我们的目标是数万、数十万甚至数百万量子比特,但当前处理器规模化速度放缓 —— 例如几年前就实现了 100 量子比特,如今增速不再,所需规模仍令人却步。” 信号完整性、量子处理单元(QPU)组网等问题,也成为行业规模化的关键障碍。

  2025 年 QEC 编码研究迎来 “前所未有的增长”,但报告同时指出,行业仍缺乏 “更高效、低开销且能覆盖更广噪声谱” 的纠错编码。悉尼大学悉尼纳米研究所主任 Stephen Bartlett 表示,QEC 编码的核心挑战不仅是 “保护存储”,更在于 “在编码内实现容错量子逻辑”。

  尽管表面码等成熟方案已迭代数十年,但量子 LDPC 等新型编码仍处于早期开发阶段。专家预测,未来量子计算机规模化后,可能针对不同任务采用 “多编码并行” 模式,而非单一 “主导编码”。

  报告预计,2026 年 QEC 编码的硬件实现将有更多成果落地,但 “颠覆性大突破” 可能性较低,行业将以 “渐进式进展” 向实用级目标推进。代尔夫特理工大学教授 Barbara Terhal 分析:“2024 年已让纠错成为行业焦点,如今各量子比特平台成果爆发,但规模化过程中可能因新噪声源出现更多挑战。”

  QEC 正深度重塑量子硬件架构 ——IBM 近期宣布从传统表面码转向自研的 “双变量自行车码”(量子 LDPC 编码家族),成为首个公开调整纠错战略的头部硬件企业。伦敦大学学院物理学教授 Dan Browne 认为,这一转变标志着 “行业进入多编码家族时代”,未来容错量子架构将根据不同硬件平台的 “时钟速度、量子比特移动能力” 定制,呈现多样化格局。

  行业对量子计算 “标准化” 的需求日益凸显,以建立跨企业的通用语言,但专家普遍认为当前 “全面标准化为时尚早”。英国国家量子计算中心首席科学家 Elham Kashefi 表示:“我们仍在探索不同架构与应用,此时推动标准化基准过于仓促。构建实用量子计算机需要全球协作,就像组建管弦乐队,未来 12 个月才能看到‘协同成果’。” 报告建议,行业应先启动 “小规模框架” 探索,为后续标准化奠定基础。

  报告警告,“量子信息科学 + 经典计算机科学” 复合人才的短缺,已成为 QEC 发展的重大障碍。领域急需涵盖量子算法开发、量子硬件工程、控制系统及高级纠错技术的专家,人才缺口正阻碍研究、开发与商业化进程。

  帝国理工学院物理学教授 Sir Peter Knight 指出,基础教育问题加剧了人才危机:“英国 A-Level 物理兴趣上升,但公立学校缺乏专业物理教师,近 44% 的新物理教师在 5 年内离职。若不解决这一问题,人才短缺将比技术本身更阻碍进步。” 报告建议,需加大教育投资,扩大高校量子纠错与量子技术专项培训,同时解决 STEM 领域教师短缺与多样性不足问题。

  不过,人才缺口也为具备相关技能者提供了机遇。Entangled Positions 创始人兼首席执行官 John Barnes 预测:“量子领域招聘将持续增长,QEC 重要性日益提升,企业既需内部专家,也需外部人才填补缺口。”