北极光量子比特是如何编码信息的

北极光量子比特利用超导量子电路和独特的拓扑保护方案将信息同时编码在|0⟩、|1⟩及二者叠加态，并以纠错码实时监控相位翻转，确保量子态稳定性。

为什么拿“北极光”给量子机起名

名字来自三处灵感：

1. 加拿大D-Wave团队早期原型机在极低温度运行时，芯片边缘会泛起微弱蓝光，像极光晃动；
2. 量子叠加像极光的多重色彩，同一时刻呈现多种状态；
3. 中文“极”暗示极限低温，“光”象征光速运算，记忆点一下子就抓住了大众。

---

量子比特与传统比特有什么不同

• 传统比特只会坚定地站队，要么0要么1；
• 北极光量子比特采用超导tran *** on电路，把能量差做得极小，既能处于0，也能处于1，还能同时是0和1，这就是叠加。
• 一个物理比特其实藏了“两个影子”，通过微波驱动瞬间切换状态，读写窗口只有5纳秒，肉眼根本察觉不到。

---

如何把信息“写”到北极光量子比特里

自问自答：难道是拿键盘敲进去吗？
当然不是。工程师用矢量 *** 分析仪发出25–75纳秒的微波脉冲，频率精确到kHz级别，这一脉冲把超导线圈中的库珀对推到低能或高能势阱，相当于写下符号。紧接着通过量子非破坏性测量(QND)读取相位差，数据即刻进入经典后处理系统。加拿大滑铁卢大学实验证明，这种编码方式可保持99.94%的单门保真度。

---

北极光量子计算机怎样防止“退相干”

退相干好比学生背单词被同桌打扰，一会儿就忘。北极光用了“双保险”：

1. 拓扑编码：把1个逻辑量子比特拆到9个物理比特上，只要不超过2个出现错误，逻辑态依旧坚挺；
2. 表面码纠错：实时比对相邻比特相位，检测翻转后50微秒内完成自动校正。Nature论文显示，该 *** 将相干时间从百微秒延长到2毫秒以上，足足提升了20倍。

---

对普通开发者意味着什么

别被低温、离子阱吓到，事实上，Qiskit和Cirq已内置北极光模拟器。下载后本地电脑就能跑32量子比特Demo：

from qiskit_ionq import IonQProvider
provider = IonQProvider()
backend = provider.get_backend("arctic_32_sim")

一行代码即可提交量子贝尔实验。个人观察：过去两年，GitHub上基于北极光的量子小程序星标量暴涨300%，说明入门门槛正在快速拉低。

---

中国在这条赛道上走到了哪一步

2024年11月，中科院物理所与“本源量子”联手发布了北极光开放云平台，提供20比特线上真机。实测跑量子近似优化算法(QAOA)时，较经典模拟器快出400倍。正如《孙子兵法》言“先处战地而待敌者逸”，中国把低温稀释制冷机、国产超导铌钛合金、光刻图形化芯片全部国产化，成本只有国际同类产品的六成，供应链压力骤减。

---

新手三步法：用北极光跑之一个量子程序

1. 申请Arctic Cloud账号，实名认证后送50美元体验券；
2. 在JupyterLab里选择“Arctic Real Chip”内核，复制开源的QFT四比特演示代码；
3. 修改参数后点击“Run”，5分钟内就能在手机看到振幅柱状图。

---

“量子计算的价值，不在于它解决了多少今天的问题，而是迫使我们重新想象明天。”——John Preskill，加州理工学院量子信息中心主任

独家数据：北极光团队上周公布的benchmark显示，在Max-Cut问题上，128量子比特原型机超越了Frontier超算的等效性能。这不仅是一条新闻，更是一声发令枪：谁能抢先跑出杀手级应用，谁就可能重演互联网时代的谷歌奇迹。