Google 稱在 Willow 晶片將魔法態錯誤降低約 40 倍

ChainCatcher 消息，Google Quantum AI 團隊在 Science 發表論文，宣布名為魔法態培育（magic state cultivation）的技術在 Willow 處理器上將錯誤降低約 40 倍，產出邏輯保真度達 99.99% 的 T 態。魔法態是運行有用量子程序所需的一次性資源，每使用一次即被消耗；據 Google 引用的估算，製造魔法態的成本最高可占量子計算機全部容量的 95%，留給實際計算的空間十分有限。

此前的標準方案是物理學家 Sergei Bravyi 與 Alexei Kitaev 於 2004 年提出的魔法態蒸餾，需要大量只做這一件事的量子比特工廠。Google 研究人員 2024 年提出更廉價的培育路線，其行為更像過濾器：把粗糙的魔法態注入芯片的一小塊區域，對其運行一連串檢查，淘汰所有被檢測出缺陷的嘗試，並讓通過者逐步擴增。實驗中僅約 8% 的嘗試通過全部檢查，即每保留一個乾淨狀態要丟棄超過九成的嘗試。

培育技術是 Gidney 2025 年估計 RSA-2048 加密可被不到百萬個噪聲量子比特攻破的支撐之一，較其 2019 年 2000 萬的估計下降 20 倍。此次實驗最多使用 Willow 105 個量子比特中的 54 個，論文指出分解 RSA-2048 密鑰需要錯誤率約百億分之一的魔法態，比此次成果乾淨約百萬倍。