量子计算机走向实用化进程遭遇关键瓶颈——其纠错能力有限，而验证计算准确性需依赖传统计算机模拟，这一任务因量子系统复杂性而极具挑战。近日，瑞典查尔姆斯理工大学、米兰大学、格拉纳达大学及东京大学的研究人员首次提出一种精确模拟特定纠错量子计算的方法，为构建可靠量子计算机开辟新路径，相关成果发表于《物理评论快报》。

量子计算机虽具备解决复杂问题的潜力，但量子比特对环境干扰高度敏感，轻微噪声即可导致计算错误甚至失去量子态。传统计算机通过成熟技术可快速纠错，而量子系统因缺乏容错能力仍不可靠。研究团队聚焦的纠错量子计算，需通过编码将信息分散至多个子系统，以检测并修正错误，其中玻色子码(如GKP码)因能降低噪声敏感度被广泛使用，但此前因数学复杂性难以用传统计算机模拟。

“我们发现了一种此前未奏效的模拟方法，现在可用容错纠错码验证量子计算，这对构建强大量子计算机至关重要。”论文第一作者卡梅伦·卡尔克鲁斯表示。研究团队开发的算法结合了GKP码的特性，通过创建新型数学工具，将量子信息编码至振动量子力学系统的多能级中，成功克服了模拟难题。“GKP码的量子力学性质使传统模拟极其困难，但新方法效率显著提升。”共同作者朱莉娅·费里尼补充道。

这一突破解决了量子研究中长期存在的模拟难题，为测试和验证量子计算准确性提供了可靠工具。费里尼强调：“新方法开辟了模拟量子计算的全新途径，对构建稳定、可扩展的量子计算机至关重要。”随着技术推进，量子计算机有望在医学、能源、加密等领域引发变革。

更多信息： Cameron Calcluth 等人，《具有真实奇数维 Gottesman-Kitaev-Preskill 状态的电路经典模拟》，《物理评论快报》(2025 年)。期刊信息： 《物理评论快报》