2月24日，谷歌CEO Sundar Pichai撰写博客，称公司量子计算又向前迈了一大步。谷歌量子AI团队有史以来首次通过实验证明：可以通过增加量子比特的数量来减少错误。在其最新的研究中，谷歌用49个物理量子比特制作的逻辑量子比特超越了用17个量子比特制作的逻辑量子比特。相关的研究成果——《Suppressing Quantum Errorsby Scalinga Surface Code Logical Qubit》在《Nature》杂志上发表，谷歌也达成了通往实用量子计算机的第二个里程碑。
对于普通计算机，通过比特(可以表示0或1)来存储信息，并将部分信息复制到冗余的“纠错”比特上。当出现错误时，比如杂散电子穿过了绝缘屏障，或者宇宙射线干扰了电路，芯片就能自动发现问题并修复。但是，量子计算机是在量子比特上运算，量子比特可以被设置为0、1，或者同时设置为0和1的任意混合，比如30%的0和70%的1。这意味着量子比特不能被读出，否则它的量子状态将会丢失。因此，量子计算机不能像普通计算机那样，简单地将部分信息复制到冗余量子比特上。
同时，量子计算机更容易受物理系统背景“噪声”(或干扰)影响而出现错误，因而构建大型可靠的量子计算机离不开量子纠错。当前的一种被寄予希望的量子纠错方法是使用纠错码，即通过一组物理量子位形成一个逻辑量子位。该系统被称为表面码逻辑量子位。一般而言，扩展这样的系统意味着需要操作更多量子位，但这可能引入更多逻辑错误。为使逻辑性能随着编码规模增加而改善，总体的纠错需超过增加的逻辑错误。
谷歌此次的研究成果就是提出了一种具有超导量子比特的表面码。表面码是一组量子纠错码。它将逻辑量子比特编码为物理量子比特的d×d平方的联合纠缠态，称为数据量子比特。逻辑量子比特状态由一对反交换逻辑可观测量X˪和Z˪定义，如下图a表示，是一个72量子比特的Sycamore量子计算机原理图。其中嵌入了distance-5的表面编码，由25个数据量子比特(黄色)和24个测量量子比特(蓝色)组成。每个测量量子比特和一个稳定器(stabilizer，蓝色方块)相关联，逻辑运算符Z˪和X˪遍历数组，在左下角的数据量子比特相交。右上角的红色框的象限，是4个distance-3表面码的子集之一，这是和distance-5表面码作比较的对照。
为了检测错误，会周期性地测量相邻数据量子比特簇的X和Z奇偶校验。如下图b所示，每个测量量子比特都和相邻的数据量子比特相互作用，将联合数据量子比特奇偶校验映射到测量量子比特状态，然后测量量子比特状态。每个奇偶校验量或稳定器，都与编码的量子比特的逻辑观测值以及其他稳定器交换。因此，可以在奇偶校验测量发生意外变化时检测到错误，并不会干扰逻辑量子比特的状态。
最终研究团队的研究成果显示，在72个量子比特的超导量子处理器上：
研究成果表面该研究团队实现了量子计算发展的关键量子计算纠错。谷歌量子计算部门负责人表示，尽管他们的方法只能将错误率降低一点，但这意味着谷歌已经突破了“平衡点”。
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