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微软首席执行官萨提亚·纳德拉近日宣布，公司在量子计算领域取得一项重要突破——成功研发出4D拓扑量子纠错码。这一技术相较于传统的2D方案，在编码效率、纠错能力和逻辑操作方面表现更加优异。同时，每个逻辑量子比特所需使用的物理量子比特数量更少，能够实现一次性错误检测，且将错误率降低达1000倍。
这项创新成果将被集成至微软的云计算平台中的量子计算服务，有望大幅提升科研和医疗等领域的计算效率。新型4D拓扑量子纠错码适用于具备全连接特性的量子比特系统，如中性原子、离子阱和光子学平台，能够显著降低物理量子比特的错误率，达到多个数量级，从而保障量子电路的稳定运行。
通过在四维空间中对编码结构进行优化，新技术使构建每个逻辑量子比特所需的物理量子比特数量减少到原来的五分之一。在实现相同纠错性能和逻辑运算的前提下，整体所需的物理量子比特数量也远低于传统方法。
在资源利用方面，4D拓扑量子纠错码具有明显优势。当前及近期的量子硬件平台普遍面临物理量子比特数量有限和质量受限的问题，而新方法大幅减少了对物理量子比特的需求，为量子系统的设计和实现提供了更大的灵活性。
此外，该纠错码在执行逻辑操作时所需辅助资源也更少，从而进一步降低了量子计算的整体资源消耗。这一特性不仅有助于减少系统的硬件成本，还能提升其稳定性与可靠性，推动量子计算向实用化迈进。

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