使用极高噪声设备的量子计算

理论上，量子计算机可高效模拟量子物理、分解大数以及估计积分，从而解决原本难以处理的计算问题。实际上，量子计算机必须在称为“门”的噪声设备下运行，这些门往往会破坏计算所需的脆弱量子态。容错量子计算的目标是在门每次使用时都有高错误概率的情况下仍能准确计算。在此我们给出证据，表明准确量子计算可在每门错误概率高于3%时实现，这显著高于先前认为可能的上限。然而，在此高错误概率下计算所需资源过大。幸运的是，这些资源随错误概率降低而迅速减少。若我们拥有可与当今数字计算机中大量资源相比的量子资源，则可在每门错误概率高达1%时实现非平凡量子计算。