量?纠错与硬件架构的技术突破：从原理
验证到?程落地的多维挑战
作者：媚婉兰君
Starling量?纠错技术细节解析：90%?特削减背后
的算法硬件?新与14倍效率验证
?新纠错系统将物理量??特需求减少90%，具体采?了哪些算法或硬件改进（如表?码、拓扑量??特等）？
?14倍纠错效率升是否已通过实验室验证？实际应?中抗环境?扰的稳定性如何？
1.纠错技术细节：物理量??特需求减少90%的核?技术
1.1核?算法与硬件改进
?猫量??特（CatQubit）的硬件级错误抑制
AliceBob公司利?超导谐振腔实现猫量??特，其核?优势在于天然抵抗?特翻转错误（Bit-flipErrors）。通过将
量?信息编码在光?的相?态叠加态（如$|0?+|1?$），该设计使?特翻转错误率呈指数级下降。
?实际效果：?特翻转时间突破10秒（传统超导量??特毫秒级），将纠错资源集中应对相位翻转错误
（Phase-flipErrors），物理量??特需求减少50%以上。
?低密度奇偶校验码（LDPC）的?效编码
结合LDPC码进?步升纠错效率：
?算法优化：设计适?于短程连接的量?LDPC码（qLDPC），避免传统LDPC对?程量?连接的需求。
?分层架构：
?内存层（MemoryLayer）：采?LDPC码存储逻辑量??特，需邻近量??特交互。
?计算层（ComputingLayer）：使?重复码（RepetitionCode）执??操作，通过倒装芯?（Flip-
chip）技术实现层间通信。
?资源?：1500个物理量??特实现100个逻辑量??特（物理-逻辑?15:1），较表?码（通常需1000:1）
降低90%以上。
?与表?码的对?优势
?表?码需?维?格结构且容忍最近邻连接，逻辑量??特需数千物理量??特。
?AliceBob的?案通过猫量??特+LDPC码，在同等纠错能?下将物理量??特减少?1/60。
1.2其他技术路径的协同突破
?富?通：?效相位旋转?设计
重新定义通?量??集，减少任意旋转操作的?数量（降幅约5%），结合错误抑制技术，将容错量?计算机的物理量
??特需求从100万降?1万（减少90%）。
?微软：拓扑量??特+Floquet码
Floquet码通过周期性演化量?态，需两量??特校验测量，将拓扑量??特的纠错开销降低10倍。
2.14倍纠错效率升的验证与稳定性
2.1实验室验证进展
??歌量?AI：表?码阈值突破
?在72量??特处理器上实现距离5的表?码，逻辑错误率抑制2.14倍；105量??特距离7代码的逻辑错误
率0.143%，超物理量??特寿命2倍。
?验证意义：?次在超导体系突破纠错盈亏平衡点（逻辑?特优于最佳物理?特），但未达14倍升。
?AliceBob：猫量??特的稳定性验证
??特翻转保护：实验实现超10秒的?特翻转时间（传统量??特约毫秒级），相位翻转时间490纳秒。
?系统级测试：Helium 逻辑量??特原型芯?已流?，?持1500物理量??特架构，待完整容错算法运
?测试。
?效率对?数据
?富?通：10,000物理量??特实现64逻辑量??特，计算性能超典计算机10万倍，但未14倍效率。
?注：资料中未?直接及14倍纠错效率的量?实验。该数据可能源于其他领域（如??机巡检效率升14
倍，），或为量?纠错理论模拟值（如微软Floquet码10倍开销减少）。
2.2抗环境?扰的稳定性
?猫量??特的抗噪特性
?错误偏置（ErrorBias）：猫量??特将错误集中于相位翻转（?特翻转指数抑制），降低纠错复杂度。
?环境?扰测试：在超导芯?Boson 中，通过优化谐振腔设计和?线性耦合，抑制电磁噪声导致的退相
?。
?表?码的实时纠错能?
?歌实现63微秒平均解码延迟（距离5代码），在1.1微秒周期内维持阈值下性能，抗实时噪声?扰。
??业级进展
AliceBob的架构通过分层芯?设