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我们已经弄清楚如何确保量子计算机可以信任

我们已经弄清楚如何确保量子计算机可以信任

作者:程逋喉  时间:2019-02-05 04:08:04  人气:

IBM研究作者Mark Kim如果你不相信它,快速计算机有什么用由于半个世纪的研究使计算机即使在出现机械错误的情况下也能正常工作,我们的现代机器往往非常可靠不幸的是,量子力学定律使得所有这些研究对量子计算机毫无用处,其复杂性使它们容易出错现在,我们终于首次展示了可以检测数据损坏的量子程序两个研究小组 - 一个来自马里兰大学和佐治亚理工学院,另一个来自IBM - 已经展示了相同的量子错误检测程序,尽管用不同的硬件实现 “量子计算机在没有纠错的情况下永远不会实用,”南加州大学的Daniel Lidar说当我们构建更大的量子计算机时,“错误加起来就是它们消除了量子效应......这就消除了对量子计算机的需求,”利达尔说在经典计算机中,错误检测和纠正是通过重复数据完成的 - 任何错误都可以通过重建机器未损坏部分的错误位来解决但是在量子计算机中,如果不测量量子态就不可能复制量子态,测量会导致信息丢失因此,无需任何方法来支持中间结果,量子计算机根本无法使用经典的错误检测和纠正技术团队提出的解决方案包括五个量子比特,每个量子比特可以处于两个状态:一个或零对于每两个量子比特的信息,有四种可能的组合:零 - 零,零 - 一,一 - 零和一 - 一该程序使用四个量子比特来记录这些状态,而第五个辅助量子比特捕获前四个量子比特中的错误例如,当四个量子位表示应该为零的两量子位状态时,信息处于叠加状态,其中四个量子位显示四个1或4个零,或者每个数字的数量相等如果一个量子位中存在误差,则第五个量子位将记录1或0的不均匀分布并改变其状态马里兰大学的Norbert Linke表示,这种验证系统将错误率降低到0.1%,相比之下,这种规模的量子计划的误差率约为10%至15% IBM小组的实施也显示出类似的错误率但是,该方法存在局限性例如,如果一个错误将辅助量子位从零更改为一个,并且第二个将其更改回零,则程序将不会检测到这两个连续错误幸运的是,实验表明这种情况很少见而且,该程序仅表明存在错误精确定位误差需要更多的量子比特 Linke说他的小组计划扩大实验并实施纠错功能,这需要更多的量子比特 IBM沃森研究中心的安德鲁·克罗斯表示,他的团队计划在继续进行纠错之前首先完善五比特的程序期刊参考文献:Science Advances,DOI:10.1126 / sciadv.1701074,Physical Review Letters,DOI:10.1103 / PhysRevLett.119.180501关于这些主题的更多信息: