IonQ 宣布在離子阱量子計算平臺上實現(xiàn)99.99% 的兩量子比特（two-qubit）門保真度，跨過“四個 9”門檻，刷新全球紀(jì)錄。該結(jié)果由公司在研發(fā)原型系統(tǒng)上完成，并作為其后續(xù) 256 比特系統(tǒng)與容錯路線的重要技術(shù)里程碑。與此前 2024 年的 99.97% 記錄相比，這一新成績將進(jìn)一步降低量子差錯更正的開銷，為復(fù)雜量子算法與更深電路深度鋪平道路。

何為“兩量子比特門保真度”，為何關(guān)鍵？

在絕大多數(shù)可編程量子計算架構(gòu)中，兩量子比特門是生成糾纏的核心操作。系統(tǒng)整體可用性，往往受限于這類門的誤差率（即 1 – 保真度）。保真度每提升一個數(shù)量級，都意味著所需的差錯更正開銷顯著下降：更少的物理比特、較淺的容錯電路、較低的資源消耗。因此，跨越 99.99% 這一“工程閾值”，對走向**容錯量子計算（FTQC）**具有標(biāo)志性意義。

關(guān)鍵技術(shù)與實驗要點

• 電子量子比特控制（EQC）：IonQ稱本次結(jié)果基于其自研 EQC 控制技術(shù)實現(xiàn)，無需“基態(tài)冷卻”（ground-state cooling），在更貼近量產(chǎn)與規(guī)?；瘓鼍暗臈l件下獲得記錄級表現(xiàn)，有助于縮短門時序、簡化執(zhí)行并保持高穩(wěn)定性。

• 論文與技術(shù)細(xì)節(jié)：公司同步發(fā)布技術(shù)材料與論文，展示如何通過脈沖整形/頻率調(diào)制（FM）與噪聲濾波函數(shù)設(shè)計抑制主導(dǎo)誤差源，緩解自旋-運動耦合殘留帶來的失真，相關(guān)理論/實證工作與近年的離子阱門控制研究脈絡(luò)一致。

• 記錄對比：IonQ 指出該成績超越 2024 年 99.97% 的世界紀(jì)錄；彼時紀(jì)錄由 Oxford Ionics（現(xiàn)已并入 IonQ）團(tuán)隊創(chuàng)造。

產(chǎn)業(yè)意義：從“可運行”到“可容錯”

四個 9的兩比特門保真度被業(yè)內(nèi)視作向容錯門逼近的關(guān)鍵臺階。其直接效應(yīng)包括：

1. 差錯更正閾值與開銷：在表面碼等主流方案下，更高的物理門保真度使邏輯門錯誤率更快進(jìn)入閾值內(nèi)，所需物理比特數(shù)與循環(huán)次數(shù)明顯下降；

2. 算法與應(yīng)用可行性：化學(xué)模擬、量子機器學(xué)習(xí)、量子優(yōu)化等經(jīng)典難題的試驗性“容錯前”實現(xiàn)，將受益于更深電路、更長相干時間的有效利用；

3. 工程可擴展性：IonQ 把該能力作為256 比特系統(tǒng)的基座指標(biāo)，意味著其在系統(tǒng)規(guī)模 × 門質(zhì)量的“乘法效應(yīng)”上邁出一步。

與學(xué)術(shù)進(jìn)展的同頻共振

近兩年，離子阱社群在高保真兩比特門上持續(xù)推進(jìn)：從 99.9% 量級的激光驅(qū)動門，到通過調(diào)制策略與門速 – 噪聲的權(quán)衡，實現(xiàn)對環(huán)境漂移、參數(shù)波動的魯棒控制；并在長鏈多離子與全互連（all-to-all）耦合的可編程性上探索新路徑。IonQ 此次結(jié)果與這些方法論進(jìn)化相呼應(yīng)，顯示出學(xué)術(shù)方法與產(chǎn)業(yè)工程的加速合流。