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于市场研究公司Global Quantum Intelligence（GQI）提供的资猜中，咱们看到了量子提供商的很多成长线路图，从这些信息中可以预感的是：于将来几年内，量子硬件及量子软件的能力将继承前进。咱们信赖，于将来几年内，咱们将最先看到企业将量子技能用在出产目的，咱们称之为 量子出产 ，以区分在一次性观点验证明验。

只管咱们最初估计于2030年月以前不会看到容错量子计较机（FTQC），但近来的进展使咱们信赖，咱们将于本世纪下半叶最先看到咱们所说的初期FTQC处置惩罚器。咱们权衡量子计较性能力的一种要领，是咱们称之为Quops的权衡尺度，它代表乐成的量子运算。咱们按照如下时代对于量子进化举行分类：中期、初期、年夜范围及成熟，这取决在这一代的Quops呆板的处置惩罚能力。Quops是量子处置惩罚器中可用量子位的数目及这些量子位的逻辑过错率（LER）的函数。

对于在没有任何纠错功效的噪声中等范围量子（NISQ）处置惩罚器，逻辑过错率将与物理过错率（PER）不异。但于实行纠错码的FTQC呆板中，LER将比PER好患上多，纠错码将物理量子位组合于一路以创立逻辑量子位。这就是纠错技能的目的。

FTQC：容错量子计较机

咱们但愿于将来五年内看到初期的FTQC计较机，其可以或许实现MegaQuops或者GigaQuops机制中的功效。这些初始呆板可能包罗几千个物理量子位，这些量子位将转化为约莫几百个逻辑量子位。这应该足以运行一些有效的运用步伐，但仍旧不敷强盛，没法运行像Shor算法（运行该算法需要具有TeraQuops功效的呆板）如许的密集量子运用步伐。咱们估计这些年夜范围FTQC计较机要到2030年月才能利用，它们将为计较提供数千个逻辑量子位，可能还有有数百万个物理量子位。

表1展示了纠错怎样利用一种称为外貌码的特定纠错码，作为初始PER的函数来改善LER。正如所料，代码开首的PER越好，获得的LER就越好。但另外一个因素会影响组合于一路以创立逻辑量子位的物理量子位：咱们称之为物理与逻辑之比。具备较年夜物理与逻辑比率的代码，将提供更好的抗错性。于图1中，第三列描写了用符号[[n，k，d]]实现的代码。n暗示组内利用的物理量子位的数目；k暗示它创立的逻辑量子位的数目；d暗示编码中码字之间的间隔，间隔越年夜，代码检测及改正过错的能力就越强。除了了表1中利用的外貌代码外，还有研究了很多其他可能更高效的代码，详细取决在代码和实在现的特定量子处置惩罚器。

表1：利用外貌码作为初始PER的函数来改善LER（来历：Global Quantum Intelligence）

NISQ：噪声中标准量子

另外一方面，咱们也看到了更强盛的噪声中标准量子（NISQ）处置惩罚器及相干算法的前进，这些处置惩罚器及算法也有望于2025-2029年间运行有效的运用步伐。咱们已经经看到一些公司为其物理门展示了年夜在99.9%的双量子位保真度。咱们还有看到了算法的前进，以充实使用这些物理门。该软件包括混淆经典/量子架构、变份量子算法、偏差减缓及按捺技能、电路编织、零噪声外推、几率偏差消弭及其他经典后处置惩罚，以改善量子成果。此外，咱们看到的线路图注解，于本世纪下半叶，咱们可能会拥有10000个物理量子位的NISQ处置惩罚器。

终极用户到底会选择利用能提供约莫100个逻辑量子位、双量子位门保真度年夜在99.9999%的初期FTQC计较机呢？还有是但愿利用包罗1000个物理量子位、双量子位门保真度为99.9%或者99.99%的NISQ计较机呢？可能将来五年内就会看到一个有趣选择成果。

很多量子研究职员思疑，是否能于NISQ量子计较机上运行有效的运用步伐。除了了这些呆板仍旧存于噪音问题以外，另外一个缘故原由是，很多这些运用步伐将依靠在开导式算法，如QAOA或者VQE，理论上没有人能证实这些算法是有用的。

人们需要测验考试一下它们是否有用。另外一方面，有理论证实显示，某些算法（如Shor算法）可以于FTQC上运行并提供正确的谜底。但咱们要提示读者的是，近来风行的很多经典人工智能（AI）算法也是开导式的，计较机科学家还有没有理论证实它们是有用的。

近来于arXiv网站上看到一篇题为《A typology of quantum algorithms》的尤其有趣的论文。于这篇论文中，作者按照很多差别因素对于133种差别的量子算法举行了分类，包括该算法是否可以于NISQ处置惩罚器上实现，或者者是否需要年夜范围量子（LSQ）处置惩罚器。文章末尾的择要分类表中显示的133种算法中，共有50种被归类为利用NISQ处置惩罚器的潜于候选算法，而其余候选算法需要LSQ呆板。于FTQC量子计较机可用以前，这些NISQ算法中的一种可能确凿可以提供可用的贸易量子出产。

咱们还有不克不及确定哪些量子运用可以或许于哪些呆板上提供贸易上有效的成果。但有一件事让咱们感应乐不雅，那就是立异要领的多样性及构造于硬件及软件方面的快速前进，使咱们可以或许将体系用在有效的量子出产。只管此中一些立异要领将会掉败，但咱们彻底信赖，其他要领将于将来几年内阐扬作用，并最先实现量子计较机的承诺。将来几年，出产中的运用步伐可能只有少数，但跟着更多TeraQuop年夜范围FTQC体系的呈现，这一最初的小数目将于2030年月年夜幅增加，这将使更多的算法可以或许乐成运行。

虽然有些人可能但愿看到NISQ时代的竣事及FTQC时代的最先之间有一个明确的边界，但现实上这些时代将堆叠，咱们将看到一个渐进的过渡。

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