Google 称在 Willow 芯片将魔法态错误降低约 40 倍

ChainCatcher 消息，Google Quantum AI 团队在 Science 发表论文，宣布名为魔法态培育（magic state cultivation）的技术在 Willow 处理器上将错误降低约 40 倍，产出逻辑保真度达 99.99% 的 T 态。魔法态是运行有用量子程序所需的一次性资源，每使用一次即被消耗；据 Google 引用的估算，制造魔法态的成本最高可占量子计算机全部容量的 95%，留给实际计算的空间十分有限。

此前的标准方案是物理学家 Sergei Bravyi 与 Alexei Kitaev 于 2004 年提出的魔法态蒸馏，需要大量只做这一件事的量子比特工厂。Google 研究人员 2024 年提出更廉价的培育路线，其行为更像过滤器：把粗糙的魔法态注入芯片的一小块区域，对其运行一连串检查，淘汰所有被检测出缺陷的尝试，并让通过者逐步扩增。实验中仅约 8% 的尝试通过全部检查，即每保留一个干净状态要丢弃超过九成的尝试。

培育技术是 Gidney 2025 年估计 RSA-2048 加密可被不到百万个噪声量子比特攻破的支撑之一，较其 2019 年 2000 万的估计下降 20 倍。此次实验最多使用 Willow 105 个量子比特中的 54 个，论文指出分解 RSA-2048 密钥需要错误率约百亿分之一的魔法态，比此次成果干净约百万倍。