中新網北京6月15日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇量子計算論文,研究人員展示研發出的一個(ge) 量子處理器,無需進行糾錯就可超越經典計算,標誌著量子計算朝向潛在可用的近未來量子處理跨近一步。
這個(ge) IBM127量子比特處理器可準備和測量高度糾纏量子態期望值(重複實驗的估計平均結果),超出了當前最佳經典計算方法的能力。這一展示表明,量子計算機可能可以在近未來用於(yu) 一些特定的計算,無需容錯性(即運行量子計算機時避免或快速糾正錯誤使之在控製之下),而容錯計算可能還需要很多年才能實現。
該論文介紹,量子計算的一個(ge) 關(guan) 鍵目標是超出經典計算的可能性,高效執行特定任務。為(wei) 達到這一目標,還需要應對許多實際的挑戰,例如將錯誤率保持在較低水平,和穿透量子“噪聲”(來自底層係統或環境的幹擾),同時增加量子計算機的規模。錯誤和噪聲會(hui) 降低或消除量子計算超越經典計算帶來的好處。在現行技術下,容錯還遙不可及。雖然現有的量子處理器已經能夠在一些特定但人為(wei) 的問題上超越經典計算機,人們(men) 仍在爭(zheng) 論當前或近未來的嘈雜量子計算機是否能足夠好到執行有用(如實現研究目的)的量子計算。
論文共同通訊作者、美國IBM托馬斯·J·沃森研究中心Youngseok Kim和 Abhinav Kadala與(yu) 同事及合作者提供的證據表明,他們(men) 研發的量子芯片可以可靠地生成、操縱和測量量子狀態,這些狀態極為(wei) 複雜,經典近似方法無法可靠地估計其特性。這一展示表明,量子機器即使沒有糾錯,可能已經可以幫助解決(jue) 一些經典計算機束手無策的特定問題(如研究物理模型)。
論文作者報告的實驗基於(yu) 一個(ge) 127量子比特的處理器,運行60層電路深度,約2800個(ge) 二量子比特門(經典計算機邏輯門的量子版)。這一量子電路會(hui) 產(chan) 生巨大的、高度糾纏的量子態,其要求過高,無法通過經典計算機上的數值近似可靠地重現。研究表明,他們(men) 的量子計算機可以通過測量期望值精確估計這些狀態的性質。製造和測量這些巨大態而不產(chan) 生太多削弱計算的錯誤,是由製造芯片的高質量和補償(chang) 噪音的後分析處理方法實現的。
《自然》同期發表同行專(zhuan) 家的“新聞與(yu) 觀點”文章指出,這一根本的量子優(you) 勢在於(yu) 規模而非速度——127量子比特編碼了一個(ge) 巨大的態空間,沒有經典計算機有這麽(me) 大的內(nei) 存。(完)
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