2026年7月30日——IBM与芝加哥大学的研究人员于7月30日宣布，他们在量子计算领域的一项演示达到了“量子优势”的基本标准——即量子计算机在可信计算上被确认超越经典计算机的临界点。

该合作团队表示，他们的系统完成了超越领先经典模拟方法能力的计算，同时提供了计算返回准确结果的可信度。

在他们新发表的论文中，研究人员展示了这两个目标可以通过一种新颖的编码量子电路构造来实现——这是迄今为止最大规模的逻辑量子计算演示之一。

为量子结果建立可信度

多年来，研究人员一直使用一种名为随机电路采样（RCS）的基准来测试量子计算机是否能超越经典系统。

简而言之，RCS要求量子计算机生成极其复杂的模式，使经典计算机无法高效地重现这些模式。

挑战在于验证：随着问题难度增加，在不對量子计算机内部工作原理做出强假设的情况下，证明量子计算机的答案是否正确变得越来越困难，直至不可行。

在他们的实验中，研究人员用一种结构化的RCS替代方案解决了这一障碍。该团队证明了这种替代方案保留了与RCS相同的难度标准，但关键在于，新结构可以在计算过程中检测错误。

“验证仍然是牢固确立实验性量子优势的最大挑战之一，”芝加哥大学计算机科学副教授、论文合著者Bill Fefferman表示。“这项实验开发了在噪声条件下更好表征困难量子态保真度的技术，增强了人们对量子计算机正在解决计算难题的信心。”

论文合著者、芝加哥大学Fefferman课题组的研究生Soumik Ghosh补充道：“除了加强实验验证之外，验证技术的进步还有可能为下一代量子计算机解锁实际应用。”

在该团队迄今进行的全球最大规模纠错演示之一中，他们成功运行了70个逻辑量子比特，同时使其免受错误影响。他们执行了2,415次逻辑双量子比特运算和468个逻辑“T门”，这两个指标都用于量化量子电路的复杂性。

“我们现在已坚定地进入量子优势时代，”IBM研究院院长、IBM院士Jay Gambetta表示。“我们展示了一项超越经典计算机实际能力的量子计算，并以统计置信度确立了其执行保真度的下限。这一里程碑为科学家、开发者和企业提供了信任量子计算机的新基础，因为量子计算机正在扩展至远超经典计算能力的问题。”

IBM量子计算机完成该任务大约花费了15分钟；该团队表明，许多领先的经典模拟方法面临着令人望而却步的运行时间。