量子纠错里程碑：谷歌Willow与容错量子计算的临界跨越2024年12月10日，《自然》发表谷歌最新一代超导量子处理芯片“Willow”的研究成果，首次将量子纠错的错误率抑制在表面码关键阈值以下，标志着容错量子计算从理论可行性走向工程可用性的关键一步。

Willow在72与105量子比特的处理器上测试，随着码距从3增加到5再到7，逻辑错误率显著减半，并能在数小时内稳定运行最多100万个周期，同时实现实时解码。这一突破意味着，量子计算在可扩展、可纠错、可实用的道路上迈出了决定性一步。从技术机理看，量子纠错的核心在于将逻辑量子比特编码为多个物理量子比特，通过综合征测量与反馈校正实现错误的检测与补偿。表面码因其高阈值、局部连接与模块化扩展的优势，成为当前最具工程可行性的纠错方案。Willow的成功表明，随着物理错误率低于阈值，增加码距可以指数级降低逻辑错误率，从而实现稳定、可扩展的逻辑运算。这一里程碑为大规模容错量子计算奠定了坚实基础，也为量子化学模拟、组合优化、密码学等领域的实际应用打开了大门。从产业与生态视角看，Willow的成果将加速量子硬件、量子软件、量子算法的协同演进。硬件侧将继续围绕低噪声、长相干、可扩展的量子处理器与低温工程展开；软件侧将聚焦编译优化、错误抑制、容错算法与量子-经典混合工作流；应用侧则将在材料设计、药物研发、金融优化等领域开展示范应用。尽管距离通用量子计算机仍有长路，但Willow的突破无疑将缩短从“量子优势”到“量子实用”的进程，推动量子科技从实验室走向产业场景。