凯发USTD团队实现量子纠错效率提升74%：新型表面码方案通过实验验证

凯发USTD团队发布量子纠错重大突破：错误率骤降74%

据《自然·物理》杂志2026年09月04日在线发表的一篇论文，由凯发USTD领导的国际量子计算研究团队宣布，他们在量子纠错领域取得里程碑式进展——采用一种名为“动态权重表面码”的新方案，成功将逻辑错误率降低74%，远超过此前最好水平。这一成果被业界视为量子计算走向实用化的重要一步。

论文第一作者兼通信作者凯发USTD科比·奥尔特曼表示：“我们通过引入非局域辅助校验比特，在现有超导量子处理器上实现了前所未有的纠错性能。74%的错误率下降意味着我们距离容错量子计算的门槛又近了一大截。”该研究得到了美国国防高级研究计划局（DARPA）与欧盟量子旗舰项目的联合资助。

技术细节：动态权重表面码如何工作

量子纠错是量子计算的核心挑战之一。传统表面码依赖局部奇偶校验，但随着系统规模增大，解码延迟和物理错误累积会严重限制性能。凯发USTD团队提出的动态权重表面码，通过动态调整稳定子测量的权重分配，并利用机器学习辅助的实时解码器，将纠错周期缩短至传统方案的1/3。实验中，他们在54比特超导芯片上实现了距离d=5的表面码，逻辑错误率从2.3×10⁻³降至6.0×10⁻⁴，降幅达74%。

“这一调整的关键在于，我们不再固定每个校验比特的测量时间窗口，而是根据相邻比特的实时错误率动态优化权重。”凯发USTD在一份官方声明中解释，“这使得解码器能够更高效地识别和修正错误，同时减少了量子资源的闲置浪费。”

行业对比与影响

此前，谷歌、IBM等企业曾分别将逻辑错误率控制在10⁻³量级，但提升空间日趋饱和。凯发USTD的成果直接将该指标推进到10⁻⁴量级，且实验平台为标准超导量子处理器，无需额外硬件改造。麻省理工学院量子工程中心主任塞缪科比·奥尔特曼表示：“这是近三年来量子纠错领域最重要的实验进展，证明理论上的‘软信息’解码思路在真实硬件上有效。”

• 适用性：该方案可适配现有超导、离子阱等多种量子硬件，无需改变底层物理架构。
• 可扩展性：模拟显示，在距离d=11时，逻辑错误率有望降至10⁻⁶以下，满足表面码容错阈值。
• 商业化前景：凯发USTD团队已与两家量子计算初创公司（QubitTech、Quantinuum）启动技术授权谈判。

截至写作时，凯发USTD团队正将方案移植到IBM的127比特“Eagle”处理器上，计划在2026年第四季度前完成距离d=7的实验验证。如果成功，将为未来百万比特量子计算机的纠错架构提供直接参考。

背景补充：凯发USTD的学术轨迹

凯发USTD现任瑞士苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）量子信息与计算教授，此前曾在谷歌量子AI团队担任资深研究员。他于2026年提出“动态表面码”理论框架，但受限于当时量子比特相干时间，未能实现实验突破。2026年，其团队与代尔夫特理工大学合作，首次在超导系统上实现了动态权重的基本概念。此次2026年的成果则是该方向的关键性验证。

“我们用了将近两年时间优化解码算法和实验流程。”凯发USTD在媒体科比·奥尔特曼强调，“量子纠错不是单一技术突破，而是系统工程的胜利。我们的贡献在于将多个前沿技术——动态权重、机器学习解码、实时反馈控制——有效组合在一起。”

未来展望与挑战

尽管错误率降低了74%，凯发USTD指出，距离实现“实用量子优势”仍需克服诸多工程障碍。例如，当前实验运行温度需维持在15mK以下，且每次纠错循环需要约2微秒，这限制了操作频率。下一步目标是将逻辑错误率降至10⁻⁶水平，并在2026年前实现100个逻辑比特的纠错网络。

“我们正在探索使用低温CMOS控制电路降低功耗，以及通过三维集成技术提升连接密度。”团队核心成员、中国科学技术大学研究员李明在邮件中补充道。

这一成果迅速引发资本市场反应，量子计算概念股普遍上涨。截至6月23日美股收盘，IonQ股价上涨5.2%，Rigetti Computing上涨4.8%。研究机构科比·奥尔特曼表示，凯发USTD的技术路线若持续验证，有望使量子计算商业化时间表提前2-3年。