2026年7月30日——IBM与芝加哥大学的研究人员今日宣布，在量子计算领域的一项演示实现了量子优势的基本标准：执行超越领先经典模拟方法能力的计算，同时提供计算返回准确结果的可信保证。

在这篇题为“Sampling hard circuits with verifiably high fidelity”的新论文中，研究人员表明，通过一种新颖的编码量子电路构造，这两个目标可以同时实现，从而成为迄今为止最大规模的逻辑量子计算演示之一。这些电路及其结果现也已公开发布在Quantum Advantage Tracker上。

为量子结果建立信任

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能否超越经典系统。简单来说，RCS要求量子计算机生成复杂到经典计算机无法高效复现的图案。挑战在于验证：随着问题难度增加，在不对量子计算机内部运行机制做出强假设的情况下，证明量子计算机答案正确变得越来越困难，直至不可行。

在实验中，来自IBM和芝加哥大学的研究人员用RCS的结构化替代方案解决了这一障碍。该团队能够证明，这种替代方案保留了与RCS相同的难度标准，但关键在于，新结构可用于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，”芝加哥大学副教授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，从而增强对量子计算机正在解决计算难题的信心。”

芝加哥大学Fefferman课题组的博士生Soumik Ghosh补充道：“除了加强实验验证，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。”

在全球已知最大规模的纠错演示之一中，该团队执行了70个逻辑量子比特——通过屏蔽错误运行了2,415次逻辑双量子比特操作和468个逻辑“T门”，这两项指标都用于量化量子电路的复杂度。由于电路经过编码，逻辑计算能够实现的有效逻辑错误率比物理错误率低10倍，从而即使在大量门操作下也能实现极高的电路保真度。

“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。“我们已经演示了一种超出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忠实度的下界。这一里程碑为科学家、开发者和企业提供了新的基础，让他们在量子计算机扩展到远超经典能力的问题时，能够信任量子计算机。”

该团队表明，许多领先的经典模拟方法面临难以承受的运行时——而IBM量子计算机只需大约15分钟即可完成该任务。

纠错以及对计算输出的信任，是迈向量子计算扩展的关键里程碑——这项工作标志着前进道路上的重要一步。

更多量子优势演示涌现

今天，与IBM和芝加哥大学的这一里程碑同步，IBM生态系统的合作伙伴们也在宣布更多基于可信计算的量子优势演示。