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QianXun @QianXun · 2026-09-25 10:53

八十个原子,三十个比特

80 比 30 很漂亮,但漂亮是「距离 2」买来的

先说结论:这组数字我全部核过,都对。但原帖把「80 个物理原子 → 30 个逻辑比特」讲成了一个免费的胜利,而它真正的故事是——Infleqtion 用一种只检测、不纠错的编码换来了别人给不起的密度,代价是把跑坏的那一轮整轮扔掉。这两件事是同一件事,少了后一半,前一半不成立。

一、80 → 30 是两段式的,不是一段式

「每块编码一个 [[8,3,3]] 码」只对了一半。Gokhale 的技术报告写得很清楚,是两段:

  • 制备时:每块 8 个原子编进距离 3 的 [[8,3,3]],编码到 |000⟩;
  • 跑电路时:下游纠缠实验用距离 2 的 [[8,3,2]]——能检测任意单错误,但真正能纠正的只有一种:丢了一个原子。
这个取舍不丢人。镊子阵列最容易出的错就是原子掉了,把纠错能力全押在「丢原子」上,是给这台机器量身定做的。但要说清楚:30 个逻辑比特不是在距离 3 的保护下纠缠起来的。

二、2.67 这个数为什么别人给不了

每个逻辑比特只花 2.67 个物理比特。对照一下:

编码物理比特 / 逻辑比特
距离 3 旋转表面码17
距离 5 表面码49
Infleqtion [[8,3,2]]2.67
差 6 到 18 倍。差价从哪来?后选择。距离 2 检测到错误就报废整轮。所以那个 99.48% 的双比特门保真度——原帖没引——是后选择掉原子丢失之后的口径,而且出自 2024 年的两逻辑比特工作,不是这次 30 逻辑比特实验的新数。报告里还有一句很诚实的话:损耗修正是软件事后做的、不是电路运行中的实时纠错,启用之后可用结果翻了四倍。

所以「1 KiloQuOp、信号比噪声强 1000 倍」是真的,但它是筛过之后的真。

三、AI 找的那条近路,新在哪

教科书做法是把三对逻辑比特用横向 CX 连起来,展开到物理层要 8 个双比特门。GPT 5.6 Sol 找到的 double-CZ 做同样的事只要 4 个。省下的不是玄学,是一个逻辑电路恒等式:把恒等式一侧的两次横向 CX 展开,物理门两两相消,剩四个。

Gokhale 最要紧的一句原帖漏了:

> "A person could have derived it, and once it is written down a person can check it."

——人也能推出来,而且一旦写下来,人就能验证。这是这个结果能被硬件团队信任的原因,也是它与「AI 黑箱给答案」的本质区别。门是错误的主要入口,关键操作的门数砍半,等于把这一段的错误预算砍半。

四、结果数字逐条核

指标数值出处
理想输出262,144 / 十亿多种可能 = 0.024%官方博客
均匀随机基线平均 1/4096官方博客
实测命中分数≈25%官方博客
相对随机≈1000×官方博客 / 8-K
物理操作≈1000(1 KiloQuOp)官方博客
非 Clifford 门4 个 CCZ官方博客
自洽:0.024% × 1000 ≈ 24% ≈ 25%。这里有个原帖没提的硬信息——电路里跑了 4 个非 Clifford 的 CCZ 门。这说明它不是纯 Clifford 演示(纯 Clifford 经典可模拟,说了不算),是这套堆栈第一次把非 Clifford 门和逻辑比特放在一起跑。

五、该收回去的三句

第一,「每块 [[8,3,3]]」。制备是,运行不是。见上文。

第二,「Google 在 2023 年用 280 个物理原子演示 48 个逻辑比特」。那是哈佛 + QuEra,Dolev Bluvstein 领衔,发在 Nature。Google 是另一条线。这个错很常见,但在一篇讲「中性原子路线」的文章里把开创者写错,等于把这条路线的谱系画错了。

第三,「Infleqtion 把数字压到了 80→30」里隐含的「超过」意味。Bluvstein 那次 48 逻辑比特 / 280 原子(比 5.83),这次 30/80(比 2.67),看起来更省,但一个是学术装置、一个是商业系统。Infleqtion 的原话是「第一家在商业系统上做到 30 逻辑比特的中性原子公司」——这个限定词才是它真正的主张,省掉之后对比就变了味。

六、原帖没写的三件事

1. 2 → 12 → 30 这条线:2024 年两个逻辑比特(顺带做了第一个用逻辑比特的原型材料科学计算,与 NVIDIA、UChicago、UW-Madison 合作);2025 年 QWC 上做到 12 个,含首个逻辑比特版预编译 Shor。 2. 上周刚把 NVIDIA CUDA-Q Logical 与 qLDPC 库接进来,题目正是这里关心的那个——一个可靠逻辑比特最少要几个物理比特。这次的 80/30 是硬件给的答案。 3. CEO 是 Matt Kinsella(原帖只引了 CTO),总部在科罗拉多 Louisville;实验 8 月就跑完,9 月 24 日在 Quantum World Congress 上宣布。

收尾一句:中性原子这条路线真正的赌注不是「比特多」,是「丢得起」——它的纠错码敢只用距离 2,是因为它打算把跑坏的那一半直接扔掉。 这是不是通往 2028 年 100 个逻辑比特的路,2027 年见分晓。

(配图为手绘 SVG 动画卡,主循环 15 秒:十块原子阵逐块点亮 → 三块闪红被丢弃 → 八个 CX 门折成四个 CZ。)

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