十月十三日,上午七点五十八分。
中国科学技术大学,量子实验室。
控制室中央的四块主屏幕已经全部切换到联合实验的全局监控页面。
最左侧,是极其复杂的芯片物理邻接图。
第二块,是犹如蛛网般的读出电子学分组。
第三块,是精确到纳秒的控制指令时间展开图。
而最右侧的那块屏幕上,悬挂着昨天被江临冻结的那一百八十六条稳定相关边。
它们不再是混杂在一起的一团乱麻,而是按照江临建立的四类目录,使用刺眼的不同颜色被严格区分。
【红色】七十九条读出相关边。
【蓝色】四十八条控制闭环相关边。
【灰色】四十一条来源未定边。
【绿色】十八条物理相关候选。
实验室项目负责人神情肃穆地站在控制台后方。
负责读出、硬件控制和解码器的三组核心研究人员,已经分坐在各自的终端前,双手悬停在键盘上。
江临通过受控的加密视频链路接入。
上午八点整。
“第一轮读出干预,开始。”
随着项目负责人的指令,操作员按下回车。
硬件底层的物理连接没有任何改变。
极低温制冷机里的那块量子芯片、谐振腔,以及物理比特之间的空间邻接关系,全都原封不动。
实验团队真正改变的,是采集路径。
他们交换了两组兼容读出通道的数字解调链与时钟分组。
原本由第一组数字链路处理的微弱读出信号,被强行切入第二组。
原本属于第二组的同步时钟、解调参数和数据缓存路径,则被调换到了第一组。
这是一次直接的交叉验证。
如果一条相关边真正来自芯片上的物理结构,例如局部串扰或非计算态泄漏,那么无论后端用于观测的数字解调换了哪条路,它都不应该从一对量子比特跳到另一片物理区域。
但如果它来自采集系统,那么它就可能跟着数字链路一起发生迁移。
第一批数据在二十一分钟后开始滚动返回。
七十九条红色读出相关边中,排名最前的一条编号为E-031。
在原始旧数据中,它诡异地连接着两个物理距离相隔甚远的检测节点。
这两个节点唯一明确的共同点,是它们长期共用同一组解调时钟。
随着读出分组交换完毕,结果很快出现。
原本两个节点之间的相关强度迅速从0.362降到0.044,退回背景区间。
与此同时,在新接入这组数字链路的另外两个节点之间,出现了一条强度达到0.339的新相关边。
物理位置变了,但相关结构的延迟、频率分布和窗口表现,与此前的E-031几乎一致。
它跟着读出链路走了。
负责读出的研究员咽了口唾沫,将两次实验的拓扑图叠在一起,随后十指飞速敲击,调出更多候选边的实时追踪。
屏幕上,新的结果不断写入分类表。
上午九点十四分。
第一轮读出干预完成。
【控制干预累计审查报告】
【累计纳入审查:48,含昨日完成归因的E-009】
【确认随控制动作消失或迁移:45】
【重新转入来源未定:3】
七十五条边获得了直接干预证据。
其中最值得注意的,是那七条没有随分组迁移,却在重新校正两组时钟之间的固定相位偏差后,直接退回背景区间的边。
实验团队沿着这七条边回查代码库,最终定位到一个已经沿用三个大版本的同步补偿参数。
它原本的设计初衷,是为了抵消两组读出链路之间的固定物理延迟。然而,在第四次硬件大升级后,旧参数没有跟随新的数据采集卡一起更新。
这个过期参数不仅没有消除延迟,反而在每次测量中稳定制造出跨轮次的时间偏移,从而形成了七条稳定相关边。
负责读出的研究员看着Git版本记录上的提交日期,半晌没有说出话。
这个参数曾被团队视为数据清洗前的工程细节。
在过去几个月的相关性分析里,没有人把它当作噪声生成机制的一部分。它却在七条稳定相关边背后,连续存在了三个版本。
项目负责人打破了沉默:“这个参数,修复以后重新跑一轮?”
“已经在跑了。”研究员声音有些沙哑。
十一分钟后,七条边全部退回无意义的背景区间。
读出组毫不犹豫地将修复项用鲜红的字体写入了全局工程日志。
【数字读出时钟补偿参数不得脱离硬件版本独立继承。】
屏幕另一端的江临看着这一切,没有对这七条边继续做任何解码优化的打算。
能够从采集系统源头消除的问题,不需要再让解码器适应它。
上午九点四十二分。
“控制干预开始。”
实验室保留当前解码器对错误位置的判断,只改变校正动作的下发方式。
四类高频局部校正路径被分别执行延迟、换序、绕行与只判定不下发等干预。
E-009已经在昨天完成归因。今天需要复核的,是剩下四十七条控制闭环相关边。
一个小时后,第一轮控制干预结束。
四十七条边中,有三十一条随着对应控制路径被禁止而迅速减弱。
九条跟随新的下发位置发生迁移。
四条在校正动作被延迟以后,其相关性特征也从跨一轮变成了跨两轮。
只有三条,在控制动作改变后,依旧在原地没有显着变化。
负责控制的研究员将其中一条调出主屏。
【档案:E-118】
【原分类:控制闭环相关】
【干预后变化:物理位置与强度无显着变化】
这条边位于两个相邻检测节点之间。
在此前的历史数据中,它与某类局部校正动作在时间轴上高度重合,因此被暂时划入控制闭环目录。
但停止该动作以后,它的相关性依然存在。
负责解码器的博士生探头问江临:“是不是说明,那个控制动作只是恰好和它同时发生,并不真的是诱发它的原因?”
“可能。”江临回答得很干脆,“把它转入【来源未定】目录,第一轮分类只是工作假设,干预结果不支持,就必须重新归类。”
在江临的指令下,E-118在屏幕上的颜色从蓝色变成灰色。
另外两条同样没有显着变化的边,也被一并转入来源未定。
上午十一点三十七分。
控制干预结果正式冻结。
【控制干预审查报告】
【原进入审查总数:48】
【随控制动作消失或迁移:45】
【重新转入来源未定:3】
至此,七十九条读出相关边与四十八条控制相关边中,绝大部分都获得了干预证据。
现在,所有人的注意力都集中到了数量最少的那一组。
【十八条物理相关候选】
中午十二点零五分。
实验室完成了一次完整重新校准。
读出分组保持刚才验证通过的新映射。
控制系统沿用干预后更干净的下发策略。
如果十八条边中仍有结构只是旧读出系统或旧控制策略留下的残余,它们就应该在这次系统级重新校准中消失。
唯一没有改变的,是芯片上的物理邻接布局。
下午一点二十六分。
新窗口的第一批数据涌入审查终端。
十八条物理候选被逐一重新定位。
下午两点四十八分。
十八条边完成第一次淘汰。
【物理候选第一次淘汰报告】
【保持原物理位置与时间结构:11】
【随读出或控制变化消失,转入对应系统目录:4】
【证据仍不足,转入来源未定:3】
最后,只剩下十一条。
这十一条边没有跟着数字解调链迁移,没有跟着控制策略改变,也没有因为时钟对齐修复而消失。
系统重新校准后,它们仍然锁定在原来的物理邻接位置上。
这还不能证明它们对应哪一种具体的微观机制,只能说明在现有干预范围内,尚未发现它们由读出或控制系统产生的证据。
它们继续保留为物理相关候选。
项目负责人看着那单薄的数字,问江临:“这十一条,全部放进解码器?”
“还不行。”江临依然谨慎。
他调出程序,将这十一条边按照物理位置重新聚类。
其中七条集中在两片相邻区域。
它们都与包含双量子比特门的测量轮次重叠,并且在后一轮出现明显抬升。
剩下四条较为分散,没有共享同一种门操作,也没有相同的延迟结构。
江临凝视着那七条聚集边,忽然问道:“你们的底层记录里,有没有与非计算态泄漏相关的独立监测指标?”
负责硬件的研究员愣了一下,翻阅记录后回答:“有一组辅助判据,但没有放进原数据包,它不是正式的错误症状字段。”
“立刻调出来。”
五分钟后,七条聚集相关边的热力图,与非计算态泄漏辅助判据曲线被放在同一张时间轴上。
峰值高度重合。
当局部泄漏判据抬升时,这七条边的出现概率同步增加。
当泄漏判据回落,它们也随之下降。
负责硬件的研究员深吸了一口气:“但这只能证明它们共同变化,还不能直接证明泄漏就是原因。”
“那就做干预。”江临说。
实验团队在同一目标区域交替运行对照批次与泄漏清除批次,两组保持相同循环时长与其他实验条件。
下午三点三十九分。
对照批次运行完成。
七条边全部保持在原位置,平均相关强度为0.286。
下午四点十六分。
干预批次完成。
非计算态泄漏辅助判据的峰值明显下降。
七条相关边中,有六条的相关强度同步下降超过六成。
最后一条下降不足两成,仍需单独分析。
项目负责人将这组干预结果反复看了两遍:“那这六条,可以正式归入【泄漏相关物理错误】了?”
“可以提高到【高可信物理候选】。”江临纠正道,“但不能写成已经恢复完整微观机制。目前的证据只能走到这一步。”
“那剩下没降的那第七条呢?”
“单独保留,继续挂着候选身份。”
十一条边在进入解码器前,被进一步分成两类。
【泄漏诱发物理候选:6条】
【稳定局部物理相关候选:5条】
当前数据能支持到哪一步,分类就停留在哪一步。
负责解码器的博士生在终端上重新生成最终版加权匹配图。
此前,这张图里写入了六十四条看起来稳定的边。
现在,随着七条候选被移出,解码器里只剩十一条。
下午五点零八分。
系统冻结。
【解码器部署协议】
【版本标识:conservative_correlation_decoder_v1.0(保守相关解码器v1)】
【入选物理相关边:11】
【读出相关边:禁止进入】
【控制闭环相关边:禁止进入】
【来源未定边:禁止进入】
【代码哈希:7f2b...99a1(已生成)】
【状态:本轮候选边清单已冻结。】
项目负责人看着这份清单,试探性地问:“江临,用今天下午产生的数据,先跑一次看看效果?”
“不行。”江临拒绝道。
“为什么,反正模型已经冻结了?”
“因为今天下午产生的数据参与了候选边分类与干预决策。”江临解释说,“如果要证明这套方法有效,最终性能必须放进一个所有人,包括我,都没有看过的新窗口里。”
实验室立即启动第二次完整校准。
新窗口建立后,所有参数重新测定。
江临不接触底层数据,已经冻结的十一边解码器也不允许再修改。
晚上七点四十三分。
全新的独立校准窗口宣告建立。
【blind_window_02】
这一次的盲测被分成四组。
【A组:原读出与控制配置+独立噪声基线模型】
【b组:原读出与控制配置+六十四边相关模型】
【c组:修复后读出与控制配置+独立噪声基线模型】
【d组:修复后读出与控制配置+十一边保守解码器】
原读出控制配置与修复后配置,按照预先冻结的随机批次交替运行。
两种配置产生的原始错误症状流,分别交给对应的两套冻结解码器复算。
最终形成A、b、c、d四组结果。
预计运行时间四小时。
江临退出远程视频窗口。
从这一刻开始,任何临时增加的解释,或者因为数据不好看而修改阈值,都会让这次盲测失去意义。
晚上十一点五十八分。
紫荆十七号楼,402室。
研究支持单元的固定通信窗口亮起。
陆知行发来了一个经过双重数字签名的加密结果文件。
江临核对哈希,一致。
江临双击打开文件。
文件中没有分析说明,只有四行数字。
【blind_window_02 盲测结果】
【A组:1.000】
【b组:1.074】
【c组:0.936】
【d组:0.898】
结果已经足够清楚。
六十四边模型在完全陌生的新校准窗口里,让逻辑错误率代理恶化了7.4%。
c组证明,仅仅修复读出时钟偏差、切断错误控制闭环,即使不加入任何物理相关边,逻辑错误率代理也下降了6.4%。
在此基础上,d组将十一条经过干预复核的物理相关候选加入解码器,结果继续下降到0.898。
相对于修复后的基线,十一条物理候选额外改善了约4.1%。
相对于A组,逻辑错误率代理总体下降10.2%。
这份结果证明,江临建立的因果可辨识性审查协议与十一边解码器,能够跨越新的校准窗口保持收益。
十月十四日,上午八点十二分。
受控视频会议重新建立。
中科大量子实验室的项目负责人、硬件组负责人、控制组负责人,以及负责解码器的博士生,全部在线。
江临将昨晚那组下降10.2%的结果写入项目首页,但没有关闭项目。
项目负责人看着状态栏。
【Syndrome_correlation_Ledger/FINAL_ScALING_tESt_pENdING(最终扩展性测试待执行)】
“还差码距扩展测试。”项目负责人沉声道。
“对。”江临说。
“你准备拿什么样的业界数据作参照?”
江临还没有开口,负责解码器的博士生已经从文献数据库里调出一份今年七月公开的预印本。
论文作者单位显示在屏幕顶端。
下面是两组已经被表面码领域反复讨论数月的实验数据。
【谷歌公开参考数据】
【码距三平均每轮逻辑错误率:3.028%】
【码距五每轮逻辑错误率:2.914%】
【扩大码距后的相对错误抑制:约3.8%】
表面码提高码距,本质上是用更多物理量子比特保护一个逻辑量子比特。
如果码距越大,逻辑错误率反而越高,这套纠错架构就无法继续扩大。
谷歌七月份公开的结果,将每轮逻辑错误率从3.028%降到2.914%,相对下降约3.8%。
降幅不大,却是首次在实验中证明,增加表面码规模后,纠错收益能够超过新增物理量子比特带来的额外错误。
项目负责人关闭文献页面,打开中科大团队过去十一个月积累的码距扩展记录。
【中科大历史测试记录】
【码距三平均逻辑错误率:2.86%/轮】
【码距五平均逻辑错误率:3.11%/轮】
【扩大码距后的变化:恶化8.7%】
如果单看绝对数字,中科大的码距三系统为2.86%,低于谷歌公开的3.028%。
但不同设备之间的绝对数值不能直接排名。
但当系统从码距三扩大到码距五,错误率没有下降,反而升到3.11%。
硬件组负责人看着那两行数字:“江临,至少从现有测试看,我们的码距三表现并不差,问题出在系统扩大以后。”
负责解码器的博士生接话:“在码距三时,系统相对简单,很多隐藏的读出同步和闭环控制问题还没有形成稳定结构。扩展到码距五以后,线路增加,控制闭环变得复杂,那些系统踩下的脚印才集中出现,误导了解码器。”
项目负责人问博士生:“这十一个月里,我们跑过最好的一次扩展测试,数据是多少?”
博士生苦笑了一下,调出一行记录。
【历史最佳:码距三2.82%,码距五2.97%,仍然恶化5.3%。】
整整二十七个完整校准窗口,没有一次能在扩大码距以后,将错误率压到码距三基准线之下。
这意味着,中科大虽然能够搭建码距五表面码,连续提取错误症状数据,也能跑通完整解码流程,却始终无法证明投入更多物理资源能够带来更少错误。
项目负责人看向江临:“如果这次使用同一套可辨识性审查与保守解码方案,码距五依然无法低于码距三呢?”
“那就退回原点,继续找原因。”江临的回答没有丝毫犹豫。
“那这个第三方支持项目就不关闭?”
“不关闭。”
江临看着屏幕上的所有人。
“把一百八十多条相关边分清来源,只能说明归因方法成立。只有当码距五稳定低于码距三,这套系统才算具备继续扩展的证据。”
上午九点零四分。
码距扩展复核方案正式冻结。
两套表面码使用相同的二十五轮逻辑存储任务、相同的循环定义和相同的评估标准。
需要额外说明的是,那十一条边属于码距三的物理拓扑,不能原样搬到码距五。
中科大在此前保留的码距五开发窗口中,按照同一套可辨识性协议完成独立筛选,生成了与码距五拓扑对应的保守相关清单。
该清单没有接触接下来三个正式窗口,也在实验开始前完成冻结。
码距三与码距五都使用修复后的读出时钟配置、调整后的控制策略,以及各自在相同协议下冻结的保守解码器。
正式实验跨越三个分别重新校准的窗口。
每个窗口结束后,结果立即封存。江临不能接触任何中间数据。
十月十四日,第一轮启动。
现在,真正摆在所有人面前的,只剩两组数字。
码距三。
码距五。
十月十六日,下午五点三十六分。
第三个窗口的测试进程终于结束。
研究支持单元开始核验三个窗口的冻结条件。
代码哈希值,三次比对完全一致。
解码器版本清单,三次比对完全一致。
三个窗口分别完成独立校准,没有共享拟合参数。
确认无误后,中科大团队将汇总结果发送给陆知行。
陆知行完成二次数字签名确认。
晚上六点十二分。
受控视频链路重新建立。
经过陆知行二次签名的加密结果文件,同时进入中科大量子实验室与江临的固定接收窗口。
双方核对哈希,一致。
项目负责人输入拆封密钥。
结果同时出现在两地屏幕上。
江临双击打开文件。
第一页,是第一个校准窗口的结果。
【window_01】
【码距三:2.84%/轮】
【码距五:1.96%/轮】
第二页,第二个校准窗口。
【window_02】
【码距三:2.88%/轮】
【码距五:1.92%/轮】
第三页。
【window_03】
【码距三:2.86%/轮】
【码距五:1.94%/轮】
江临滑动鼠标,来到最后一页。
三个重新校准窗口的汇总。
【最终综合评估报告】
【码距三平均错误率:2.86%/轮】
【码距五平均错误率:1.94%/轮】
【扩大码距后的相对错误抑制幅度:32.2%】
【分别重新校准窗口:3】
【同方向结果:3/3】
江临靠在椅背上,调出脚本,将中科大的结果与七月份谷歌公开数据并排放在屏幕上。
【码距三:3.028%】
【码距五:2.914%】
【相对错误抑制幅度:3.8%】
【中科大当前联合复核结果】
【码距三:2.86%】
【码距五:1.94%】
【相对错误抑制幅度:32.2%】
百分之三点八。
百分之三十二点二。
按这项相对抑制数值计算,中科大当前结果约为公开参照的8.47倍。
随着最后一个独立校准窗口的数据回传完毕,中科大量子控制室里,负责解码器的博士生咽了一口唾沫,喉结艰难地滚动了一下。
他双手微颤,在终端上敲下了最后一行汇总回车键。
主屏幕上,数据跳动停止,定格为最终结果——【扩大码距后的相对错误抑制幅度:32.2%】
不是谷歌公开发布的3.8%。
是32.2%。
将近八点五倍的降维碾压!
“啪嗒。”
不知是谁的碳素笔掉在了地上。
项目负责人感到一阵强烈的眩晕。
他回想起了几天前自己亲笔签发的那份下一代芯片版图重做计划。
如果不是江临这几天手起刀落重新拆开了整条因果链,他们整个团队将搭上一轮流片、封装、低温标定,以及整个硬件组半年的研发时间,去修补一个压根不存在的幽灵漏洞。
冷汗瞬间浸透了他的后背,但紧随其后的,是直冲天灵盖的狂喜。
“核对原始数据。”
他一开口,才发现自己的声音嘶哑得厉害,带着抑制不住的颤抖。
“快,三次比对,有没有异常拉高?”
“没有!”博士生眼眶通红,猛地站起身,声音因为激动而近乎破音,“三次窗口全部平稳分离,没有任何异常,数据完全有效,我们,我们把纠错率压下去了三成。”
整个控制室仿佛一座即将喷发的活火山,压抑着惊天动地的狂热。
所有人的目光都黏在那大大的32.2%上,呼吸急促。
而视频会议的另一端。
紫荆十七号楼,402室。
江临看着屏幕上一旦通过外部独立复核,足以引起全球量子纠错领域高度关注的结果,脸上的表情没有任何波澜。
只是依次点开三个窗口的置信区间、任务定义和冻结哈希。
看到所有一致的结果,他波澜不惊地问道:“三个验证窗口,都复核过了吧?”
“三次内部核验全部一致,目前没有发现统计异常。原始数据、代码和校准日志已经冻结,完全可以提交外部复核。”项目负责人几乎是立正般回答。
“行。”江临干脆利落地调出验收单,“那就提交结项,我这边关窗口了。”
“等一下。”项目负责人叫住他,随后将独立复核申请中的【外部方法支持】删除。
重新输入——
【核心归因方法与验证协议提出者:江临】
【成果归属:单列确认,不并入实验团队集体贡献】
【后续论文、成果登记与奖励申报:按实际贡献优先确认】
项目负责人完成电子签名:“后面的复核和材料,我们自己做,就不再占用你的时间。当然,属于你的贡献部分,中科大会在正式文件里写清楚。”
江临看了一眼,淡淡地说道:“当务之急是先把复核做完。”
“当然。”
“行,那就这样吧,你们忙。”
然后在场的所有研究员都看到江临那边的视频画面黑了下去。
不过视频画面切断后,控制室里的狂热余温久久不散。
只是项目负责人知道,现在还不是放纵情绪的时候。
他深吸了一口气,强行压下擂动的心跳,转身回到主控台前。
“既然三个窗口已经通过内部交叉核验,E-009也证实为控制策略诱发,那么所有基于旧结论的硬件排期,必须重新审查。”
他大步走到终端前,调出下一版实验芯片的工程任务排期表。
排期表最上方,赫然列着一项已经推进两个多月的高优任务。
【工程代号:E-009相关区域耦合结构重做】
【状态:紧急推进中,等待月底最终冻结。】
【资源预估:涉及版图重绘、新一轮流片周期、封装标定,预估耗时半年以上。】
如果在今天之前,这项任务会被整个团队视为拯救纠错率的救命稻草。
但现在再看,它俨然是一个荒诞的笑话。
硬件组负责人走上前,没有任何犹豫地下达指令:“取消,全案取消。”
随着权限确认,刺眼的红字覆盖了屏幕。
【状态变更为:永久取消】
【取消原因:原高可信物理相关已确认为闭环控制诱发结构。】
看着屏幕上被划掉的任务线,项目负责人长长地呼出一口浊气。
这项由他亲自签字推进的硬件改版,差一点就葬送了整个实验室半年的心血。
如果他们真的傻乎乎地去重造芯片,即使新版芯片暂时不再出现E-009,真正的控制诱因也没有被消除。
下一次策略更新以后,新的伪相关仍然可能出现。
因为他们一开始就找错了病根。
如果没有江临这套降维打击般的审查协议,他们至今还在无尽的失败里打转。
“把这段错误决策的过程,原原本本写进项目复盘。”项目负责人环视四周,声音沉稳有力,“不删减,不淡化,由我全权负责。”
现场没有人出声,但每个人眼中的干劲已经快要溢出来。
清理完历史包袱,项目负责人点开了另一项被积压了三个月之久的核心任务。
【战略任务:双逻辑量子比特门高保真实验】
【当前状态:暂停】
【暂停原因:码距扩展有效性未获确认,单逻辑比特防护能力不足以支撑双比特门噪声叠加。】
他紧紧握住鼠标,将光标移至状态栏,按下修改键。
【状态变更为:恢复排期,列入下一阶段重点任务】
晚上八点二十九分。
《国内联合独立复核申请》及全套材料完成打包提交。
原始数据继续保持物理隔离状态,准备迎接外部专家的最终审计。
与此同时,研究支持单元的系统里,最后一份交付说明自动刷新完毕。
【核心突破:码距五逻辑错误率在三个分别重新校准的窗口中稳定低于码距三。】
【核心突破:扩大码距后的相对错误抑制幅度达到32.2%,国际公开参照约为3.8%。】
【状态:cLoSEd(已结案)】