近日，中国科学技术大学团队基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，使得我国达到了“低于阈值，越纠越对”的关键里程碑，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。
都说量子计算机“算得快”，但为什么总容易“算错”？这次实现的“越纠越对”，到底给它用了什么“纠错妙招”呢？
核心逻辑：纠错阈值的突破，是量子计算技术进阶的“核心关键”
北京计算科学研究中心教授薛鹏用一个形象的类比揭开了量子纠错的本质：量子计算如同一辆马力极强却极度“娇气”的赛车，潜力很大，但一点风吹草动就可能跑偏；量子纠错就是为其配备的纠偏系统，但纠偏本身也会产生干扰，如果底子不够稳，纠得越勤反而越容易失控，这就是为什么很多时候会出现“越纠越错”。
所谓“阈值”，就是这套纠错系统能否产生正收益的分界线：在阈值之上，纠错越多越添乱；跨过阈值之后，纠错才开始真正管用，码距越大、资源投入越多，逻辑错误率反而越低，这才叫“越纠越对”，这是量子计算从理论可行走向可扩展的工程系统的前提。
世界上能实现“低于阈值”的团队本就不多，因此，这项成果的价值不在“抢第一”，而在于我国依托自主处理器平台、沿着更具扩展潜力的全微波路线，独立跨过关键门槛，确立了在容错量子计算主赛道上与国际领先力量同台竞争的地位。这一跨越，意味着量子计算从“理论可行”迈入“工程化可扩展”的关键阶段，为后续规模化发展扫清了最关键的障碍。
两大妙招：“泄漏回收”“快速重置”构建纠错闭环
薛鹏用“多层楼”的类比解释了泄漏错误的危害：“我们希望量子比特只在‘0/1’这两层楼里活动，但真实器件像多层楼，它可能一不小心跑到‘0/1 之外的楼层’。一旦‘跑错楼’，常规纠错手段既看不清也处理不干净，还会在后续操作中被错误‘带节奏’，把附近的量子比特也拖下水——这就是过去一些实验里“纠错次数越多反而越糟”的重要原因。”
要实现“越纠越对”，核心是让纠错速度跑赢噪声扩散。我国科研人员提出的“泄漏回收”与“快速重置”两大技术，形成了“堵源头”与“断传播”的协同逻辑，精准命中了泄漏错误的本质症结。
第一招泄漏回收，也就是给数据量子比特安装“自动拖回正道”的通道：一旦跑到“非法楼层”，就用特定的微波驱动把它引导回计算空间，多余能量被带走，避免泄漏在很多轮里越积越多。第二招快速重置，负责“报错”的辅助量子比特，每一轮结束都做一次快速、无条件的“清零重来”，确保它们下一轮是“干净上岗”，不会把上一轮的残留错误继续传下去。
总的来说，以前量子纠错像“边修边漏水”，越修越乱；这次相当于把最难缠的“漏水点”用回收+重置堵住了，于是才出现“规模越大，反而越可靠”的效果。
架构支撑：“全微波量子态泄漏抑制架构”破解工程化难题
如果说“泄漏回收”与“快速重置”是精准纠错的“双引擎”，那么自主创新的“全微波量子态泄漏抑制架构”就是支撑其稳定运行的“底层底座”。
薛鹏用“二维游戏的”类比进行通俗解读，想象一款完全基于二维平面设计的游戏（如《贪吃蛇》），所有角色、动作和规则都限于这个平面内，这正对应量子纠错所预设的二维“计算子空间”，而“泄漏错误”就如同游戏角色因物理漏洞意外卡进了第三个维度（如空中或墙里）。其后果是：第一，平面内的所有规则对它立即失效；第二，这个“悬空”的角色可能通过交互“传染”给平面内的其他角色，引发连锁错误（传播并引发关联错误）；第三，它不会自动复位，会持续破坏系统。
“全微波量子态泄漏抑制架构”的核心思路是将泄漏态视为需要清除的多余能量，通过精心设计的微波脉冲，主动将其耦合到一个能快速耗散能量的通道中，使能量迅速衰减到环境中。这个过程就像把泄漏不断“抽走”，从而防止它在多个纠错循环中累积和传播。该方案的特别优势在于，整个抑制过程被无缝嵌入量子纠错的正常操作过程中，无需额外的硬件或时间开销。
实践案例：从科研重器到赋能千行百业的民生价值
薛鹏指出，“祖冲之3.2号”在码距为7的表面码上实现低于纠错阈值的量子纠错，标志着我国量子计算已具备“稳定干活”的能力，不再是“算着算着就出错”的实验室设备。
在生物医药领域，模拟新型药物分子结构，经典计算机需数百年，量子计算机理论上几天就能完成，还可加速抗癌药、新能源材料研发；优化全国物流路线，量子算法能瞬间算出千万级节点的最优解，降低运输成本；甚至还能提升AI训练效率，让人工智能更快学会识别疾病影像、预测天气。
从“祖冲之3.2号”开始，我们已经跨过了“纠错能否战胜噪声”的关键门槛，就像造飞机突破了“稳定飞行”的瓶颈，后续只需逐步增加规模、优化性能。简言之，这次突破不是“量子计算机明天就能普及”的信号，却是“量子计算机真正能用起来”的里程碑。
那个能帮医生研发新药、帮工程师设计材料、帮物流公司降本增效的量子时代，正一步步向我们走来。普通人用上量子计算机的日子，确实更近了。（作者：林雨南 郭晓婷）
