如何解决量子计算机的「退相干」问题?

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如今,量子计算要怎样让成为五种革命性技术,它后能 利用量子力学的神奇行态以远超普通计算机的最好的法律方式,快速防止或多或少特定大什么的问题。而有有哪些特定大什么的问题,所含数学、零售、物理学乃至金融等诸多领域。要怎样让或多或少人后能 真正实现量子技术的应用,只有 其将极大提升全球整体经济水平。

量子计算的发展前景在上世纪200年代首次得到或多或少人的认可,但直至今日,量子计算却仍然未能真正实现。要怎样让量子计算机的设计、构建与编程难度极高,这使得各类量子计算机实验项目都因噪声、故障与量子相干性等大什么的问题而陷入瘫痪。

你你这个 由振动、温度波动、电磁波以及与外部环境的其它相互作用引起的相干性损失(术语为「退相干」,通俗称谓是“波函数坍缩效应”),最终破坏了在计算机上利用奇异量子行态的要怎样让性,使得当代量子计算机还不太要怎样让在可行的执行时间之内向tcp连接反馈正确答案。

其实要怎样让有多种竞争性技术与架构正在试图攻克有有哪些大什么的问题,但现有硬件平台不用说能保持一致性并提供大规模计算所必需的强大纠错能力。要防止有有哪些大什么的问题,后能 数年的时间。

与此一并,要怎样让 大什么的问题在于,或多或少人该要怎样抢在计算机五种变得不可靠前一天通过计算获得有用的结果?

你你这个 大什么的问题的答案引起了各个方面的激烈讨论,工业界、学术界以及各国家实验室的研究人员正在积极寻求各种后能 减少错误的最好的法律方式。其中五种最好的法律方式是利用所含各种噪声水平的计算结果来猜测无差错计算的实际内容。另五种详细不同的最好的法律方式被称为量子经典混合算法,其只在量子计算机tcp连接中运行最关键的性能需求每段,并在大每段tcp连接运行在鲁棒性更强的经典计算机上。事实证明,你这个策略对于防止当今量子计算机的噪声大什么的问题其实非常有用。

其实经典计算机也会受到各类错误源的影响,但有有哪些错误后能 通过打上去适量的额外存储与逻辑机制进行纠正。量子误差校正方案其实存在,但后能 消耗少许量子比特(qubits),这原困只有相对较少的量子比特可保留用于实际计算。换言之,你这个方案所能运行的计算任务规模,将受到无差错硬件规模的影响——而这每段硬件在容量上将极为有限。

为了更明确地理解量子比特你你这个 资源的珍贵之处,或多或少人先聊聊当前最先进的、基于门的量子计算机。其采用的是你这个于传统计算机、智能手机以及平板电脑中的数字电路逻辑门,截至目前此类量子计算机只有200量子比特。而传统计算机的比特数早已发展至数千亿之多。

麻烦的是,量子力学中的不少行态与或多或少人的直觉存在激烈冲突。要怎样让,或多或少人比较慢找到后能 执行有意义任务的最佳算法。为了协助克服有有哪些大什么的问题,洛斯阿拉莫斯国家实验室的团队正在开发五种通过优化最好的法律方式在量子计算机上执行实际任务的算法。

所谓算法,要怎样让告知计算机应该执行有哪些操作的一份操作列表,你这个于烹饪配方。与传统算法相比,或多或少人发现量子类算法最好尽要怎样让短小且最好后能 契合特定硬件设备中的具体匮乏与噪声防止方案。只有要怎样让 ,算法才后能 在退相干将正确结果的要怎样让性降低到接近零前一天,在约束时间帧内执行更多防止步骤。

在洛斯阿拉莫斯实验室指导研究以及提供资助的量子计算跨学科工作当中,或多或少人正在努力确保算法得以有效运行。目前,或多或少人的主要思路是在退相干影响达到一定程度前一天尽要怎样让减少后能 完成的操作门数量,一并控制其它有要怎样让降低计算成功率的错误源。

具体地,或多或少人正在利用机器学习技术将量子电路转换要怎样让编译成特定于目标量子计算机的最佳等效电路。最近,或多或少人结速在经典计算机上利用机器学习最好的法律方式来搜索量子tcp连接的缩短化版本。而在不久前实现的一项突破当中,或多或少人设计出五种可行最好的法律方式,后能 利用当前可用的量子计算机对自身量子算法进行编译。这将防止在经典计算机上模拟量子力学行态所带来的巨量计算资源开销。

要怎样你后能 你这个 最好的法律方式后能 生成比现有技术更短的算法,要怎样让这将显著减少噪声带来的影响。除此之外,你你这个 机器学习最好的法律方式后能 面向特定算法与硬件平台实现错误纠正。你这个,其要怎样让会发现某一量子比特的噪声低于另一量子比特,从而优先使用质量更高的量子比特。在你你这个 情况下,机器学习将后能 利用大约的计算资源与大约的逻辑门创建出五种通用算法,用以计算该计算机上分配到的任务。通过你你这个 优化,算法将后能 在更长的时间周期内稳定运行。

值得一提的是,你你这个 最好的法律方式后能 在量子计算机上以有限设置最好的法律方式保持运作,并以云服务的最好的法律方式面向公众开放。此外,它还充分利用了量子计算机的优秀行态,有望未来在真正的大型量子计算机上实现大什么的问题的规模化防止。

量子算法的新成果,将在量子计算机的计算环境中为专家及非专家用户提供更多工具选项。如今,应用tcp连接开发人员要怎样让后能 利用量子计算的潜力加快tcp连接执行时延单位,进而超越传统计算原理的限制。有有哪些进步要怎样让会帮助或多或少人逐步接近更强大、更可靠的大型量子计算机,用以防止种种简化的现实大什么的问题,最终攻克有有哪些经典计算机根本无力承载的终极挑战。