量子计算机的构建模块通常被认为模仿了著名的思想实验，称为薛定谔的猫，其中量子物理学本质上是将猫悬浮在盒子里，处于生与死之间的模糊状态：只有当有人看盒子时，猫才会肯定是活是死。现在，通过尽可能模仿薛定谔的猫，一家法国初创公司透露，它可以帮助使非常强大的量子计算机比以前想象的更早成为现实——亚马逊也在追求这一战略。

　　经典计算机通常打开或关闭晶体管，将数据符号化为一或零。相比之下，量子计算机使用量子比特 - 量子比特 - 由于量子物理学的超现实性质，它们可以同时存在于叠加状态中，它们同时是1和0。这实质上是允许每个量子比特同时执行两个计算。量子比特与量子力学链接或纠缠的量子比特越多，它们一次可以执行的计算就越多，达到指数级。

　　>>新策略依赖于所谓的“猫状态”，即一对非常不同的量子态，彼此截然相反，就像欧文·薛定谔（Erwin Schr?dinger）曾经提出的著名的“活”和“死”猫科动物一样。

　　首先引起广泛关注的量子计算应用程序是密码破译。例如，现代密码学的大部分依赖于经典计算机在数学问题（如分解巨大数字）时所面临的非凡困难。然而，使用Shor的算法来分解整数，量子计算机原则上可以快速破解甚至高度安全的RSA-2048加密。

　　然而，当前量子计算机的一个关键缺点是它们的内部工作容易出错。科学家可以使用利用冗余量子位来克服错误的操作来补偿这些高错误率。尽管如此，这些量子纠错策略在硬件方面通常需要高开销。例如，对于每个有用的“逻辑”量子比特，它们可能需要 1,000 多个冗余“物理”量子比特。

　　另一种策略基本上侧重于质量而不是数量，通过设计本质上对错误稳定的量子位。最近，总部位于巴黎的法国初创公司Alice & Bob透露，其战略可以将Shor算法所需的量子比特数量减少60倍。

　　从理论上讲，科学家可以使用量子系统的几乎任何一对状态来编码量子比特 - 例如，分子的潜在许多不同能级中的两个。相比之下，爱丽丝和鲍勃的策略依赖于所谓的“猫状态”，它由成对的状态组成，这些状态彼此截然相反，就像原始薛定谔的猫所经历的生死状态一样。

　　研究人员发现，基于猫状态的量子比特对称为位翻转的常见误差源具有很强的抵抗力，当量子比特的状态从1翻转到0或相反时。这种方法确实使猫量子比特更容易受到不同的常见误差源的影响，称为相位翻转，当它们在两个相反的相位之一之间切换时。然而，该公司指出，只有一个常见的错误源需要纠正，而不是两个，这大大简化了量子计算机的设计。

　　>>破解RSA-2048加密预计需要大约22万个量子比特。然而，使用猫状态量子比特，研究人员计算出他们可以将这个数字降低到350,000。

　　Alice&Bob正在研究的量子比特是超导设备，就像谷歌，IBM和其他公司在量子计算机中使用的量子比特一样。具体来说，这家初创公司依赖于可以在两种振荡状态之间波动的超导微波谐振器。

　　该公司与法国替代能源和原子能委员会合作，估计了在破解依赖于600个十进制数字的庞大数字的代码时，其策略可能需要哪些硬件才能优于经典计算机，大约RSA-2048涉及的内容。这个问题在传统超级计算机上的任何现实时间范围内都是不可能的，但可能会在不到一天的时间内成为足够大的量子计算机的牺牲品。

　　先前的研究表明，使用当今错误百出的量子计算机，Shor的算法需要大约22万个量子比特才能破解RSA-2048。相比之下，Alice&Bob发现它只需要大约350万个猫量子比特来完成相同的任务。

　　“不仅在硬件方面，而且在算法和架构方面仍有改进的空间，”Alice & Bob首席执行官兼联合创始人Théau Peronnin说。“仍然有很大的机会来进一步减少运行这些代码所需的开销。

　　这家初创公司的目标是在今年年底之前拥有一个14量子位的系统，尽管Peronnin表示至少还需要六个月的时间来校准该系统。他说，在未来几年内，该公司希望开发一种能够实现一个逻辑量子比特的40量子比特设备，一个能够显示错误指数减少的系统。

　 >>该公司的猫状态量子比特目前在10秒内降解。该公司的目标是将其缩短到8小时，然后再缩短到一个月。

　　“目前没有适当的无可争议的逻辑量子比特，”Peronnin说。“谷歌的最新实验正好处于这一里程碑的门槛上——他们可以根据需要添加任意数量的量子比特，虽然它们不会显示出改进，但它也不会降级。为了让我们的团队开发一个非常长寿的逻辑量子比特，我们需要40个猫量子比特。

　　目前，Alice & Bob寻求进一步改进其猫量子比特。例如，该公司的设备显示大约10秒的比特翻转时间，比以前的猫量子比特好四个数量级，但这家初创公司希望将其提高到至少8小时，更像一个月，Peronnin说。面对这一挑战的一种方法是保护量子计算机免受来自外太空的宇宙射线的伤害，这可能导致基于超导量子比特的量子计算机大约每10秒遭受一次灾难性错误。

　　Alice & Bob 还希望降低其猫量子比特相位翻转错误率。“我们有很多方法可以通过制造质量来改善这一点，这还不是最先进的，”Peronnin说。

　　Alice & Bob 面临的一个主要挑战是亚马逊如何利用 Alice & Bob 团队的研究来帮助指导自己的猫量子比特的开发。

　　“当我们第一次得知亚马逊正在研究猫量子比特时，显然我们作为一家年轻创业公司的第一反应是大汗淋漓，”Peronnin说。“但后来我们睡在上面，意识到这可能是发生在我们身上的最好的事情。我们不是在竞争谁会赢;这是猫量子比特与其他可能的技术，所以对我们来说，这是很好的外部验证。

　　总而言之，“亚马逊是一个强大的竞争对手，我们正在共同推动这项技术的前沿，”Peronnin说。“据我们所知，亚马逊还没有复制我们的结果，即使他们复制了，我们也有一些IP可以稍后讨论。有这样的竞争真是太好了。我们感觉就像大卫对歌利亚，这真的让我们的团队振作起来。