量子比特是所有量子计算机的基础。它们也很难被控制，因为即使是最轻微的噪声都会导致错误。而这就是量子纠错(QEC)技术的用武之地。从本质上讲，这是一套监督量子比特并与之互动的工具，以确保量子比特不会出错。

经过QEC的量子计算机是量子计算的下一个阶段。如今的量子计算机都很嘈杂，它们通常被称为含噪声的中等规模量子(NISQ)设备。这意味着，大约每100次或1000次量子操作中就会有1次出错。因此，你不能完全相信计算的输出结果。

一旦实现，QEC将使我们达到所谓的TeraQuop阈值，即在出现错误之前，量子计算机可以可靠的运行万亿次数量级的量子操作。这将使科学家们能够解决某些在经典超级计算机上难以解决的问题。

但是，要实现TeraQuop机制，量子计算机需要达到数百万个量子比特。为什么我们需要这么多比特呢？这同样是由于噪声和QEC的工作方式所造成的。

量子纠错码用于将一个逻辑量子比特嵌入到许多物理量子比特中。换句话说，在逻辑量子比特运行计算时，一组物理量子比特会保护逻辑量子比特。这个过程中，你必须不断测量所有物理比特，以寻找出附近发生错误的位置。

然后，这些被称为“校正子”的信息会被传递给量子纠错堆栈中的一个关键组件——量子解码器。该组件会利用这些信息，来推断需要采取哪些纠正措施来应对你所观察到的错误证据。

量子纠错堆栈的另一个关键组件是量子控制系统。该系统利用经济实惠的现成硬件生成具有高精度和高速等特性的脉冲序列来控制量子比特。一般而言，量子纠错堆栈是由控制器和解码器组成，利用它能实现可扩展的QEC技术。(编译:Tmac)