IBM与罗格斯大学借助相变技巧破解量子计算机的混沌难题

来自罗格斯大学、IBM及合作机构的一支研究团队在《自然·物理》（Nature Physics）杂志上发表了一项具有里程碑意义的实验，证明量子计算机可以从混沌无序状态转变为稳定、可控的有序状态——但前提是必须跨过一个精确的阈值。该实验在一台拥有156个量子比特的IBM量子处理器上进行，共执行了近5000次纠缠操作，以及数量相当的测量与重置循环，是迄今为止规模最大的实时量子反馈演示。研究团队交替进行两种相互竞争的过程：一种在量子比特间扰乱量子信息（代表混沌），另一种检查并重置单个量子比特（代表控制）。当纠正循环的比例超过所有步骤的约50%——这一临界点被测定为0.495——系统便会从混沌骤然转变为有序，就像水突然凝结成冰一样。低于该阈值时混沌占主导；高于该阈值后，研究人员便能将量子比特引导至所需的精确状态。罗格斯大学物理学家杰迪代亚·皮克斯利（Jedediah Pixley）解释说，容错量子计算机需要的不是一两次这样的纠正，而是在整个计算过程中持续不断地进行纠正。这一明确相变的发现为工程师们提供了一个清晰的目标：只要将纠正率维持在阈值之上，处理器就能保持相干性。该论文于2026年10月9日发表在《自然·物理》杂志上，在量子硬件日益接近实用化之际引发了广泛关注。