量子計算首次實現魔術態淨化常數開銷 資源消耗突破精度瓶頸

【台灣台北–2025年10月21日】鴻海研究院（Hon Hai Research Institute, HHRI）量子計算研究所最新量子容錯計算研究成果再傳捷報，近日發表的論文《Constant-Overhead Magic State Distillation》獲國際頂尖科學期刊 Nature Physics 接受，於9月16號正式刊登。

鴻海研究院量子計算研究所所長謝明修、該所研究員Adam Wills (現為MIT在學博士生)與日本東京大學Hayata Yamasaki教授攜手合作，在魔術態淨化（Magic State Distillation, MSD）技術上取得重大突破，首次實現常數開銷（constant-overhead）的 MSD 協議，成功將魔術態資源的消耗固定在與輸出精度無關的水準，徹底突破過往協議必須隨目標錯誤率提升而大幅增加資源的瓶頸。研究團隊利用高性能量子錯誤更正碼，結合縱向 Clifford 邏輯閘與高效轉換機制，確保在實現容錯 T 邏輯閘與 CCZ 邏輯閘時僅需固定數量的輸入魔術態，大幅提升大規模量子計算的可行性與效率。

這項成果首次在理論上達成 MSD 協議的最佳效率，意即輸入魔術態數量不再隨目標錯誤率呈對數成長，為量子錯誤更正資源優化奠定全新里程碑。研究也展示了在訓練與編碼階段靈活運用 qudit-to-qubit 轉換，使該協議可在標準 qubit 架構下部署，進一步降低硬體門檻，並推動容錯量子計算在實際應用中的落地。

圖說：量子位元 MSD 的歷史 γ 值

Nature Physics 是全球最具影響力的物理學國際頂尖期刊之一，專注於物理科學領域的前瞻研究，根據 Journal Citation Reports，其最新Impact Factor高達 19.3，為物理領域最佳期刊。能夠於該期刊發表代表研究成果在國際間獲得高度認可，並具有極高的學術與技術影響力。

論文連結：https://www.nature.com/articles/s41567-025-03026-0

關於鴻海研究院

鴻海研究院（Hon Hai Research Institute）成立於2020年，隸屬於鴻海科技集團（Hon Hai Technology Group），旗下設有五個研究所及一間實驗室。每個研究單位皆擁有高科技研究專業人員，專注於未來三到七年的前瞻技術研究，以強化鴻海的長期技術與產品創新動能，支持集團轉型為「智慧導向」，並提升鴻海「3+3＋3」營運策略的競爭力。