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【環(huán)球速看料】IBM希望一種新的錯誤緩解技術能幫助其獲得量子優(yōu)勢原理類似ANC耳機

2022-07-19 20:25:09 來源：cnBeta.COM

(資料圖片僅供參考)

在很長一段時間里，量子計算行業(yè)都在避免談論"量子優(yōu)勢"或"量子優(yōu)勢"，即量子計算機可以解決在經(jīng)典計算機上需要太長時間才能解決的問題。在某種程度上，這是因為該行業(yè)想避免隨之而來的炒作，但IBM今天再次提起了關于量子優(yōu)勢的話題，詳細介紹了它計劃如何使用一種新的錯誤緩解技術來規(guī)劃運行越來越大的電路，以達到這一目標--至少對于某一組算法來說。

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量子計算機最討厭的就是噪音，這已經(jīng)不是什么秘密了。畢竟，量子是無常的東西，溫度或振動的最小變化都會使它們失去凝聚力。目前的量子計算時代與"嘈雜的中尺度量子（NISQ）技術"有關是有原因的。

IBM和其他每家量子計算公司的工程師們正在緩慢但穩(wěn)定地朝著減少硬件和軟件層面的噪音邁進，例如，IBM的65量子比特系統(tǒng)從2020年開始，現(xiàn)在顯示的相干時間是它們剛推出時的兩倍。IBM的transmon超導量子比特的相干時間現(xiàn)在超過1ms。這聽起來可能不多，其他一些公司也做到了。

但IBM也在采取另一種方法，但押注于新的錯誤緩解技術，被稱為概率錯誤消除和零噪音推斷。在一個非常基本的層面上，可以被看成是相當于常用的降噪耳機中的主動降噪特性，該系統(tǒng)定期檢查系統(tǒng)的噪音，然后從本質上反轉這些噪音電路，使其能夠創(chuàng)造出幾乎沒有錯誤的結果。

IBM現(xiàn)在已經(jīng)表明，這不僅僅是一種理論上的可能性，而是在其現(xiàn)有的系統(tǒng)中實際運作。但這種方法的一個缺點是，當不斷地對這些噪聲電路進行采樣時，會有相當多的開銷，而且這種開銷在量子比特的數(shù)量和電路深度方面是指數(shù)級的。但IBM量子公司的硬件開發(fā)總監(jiān)Jerry Chow認為這是一個值得作出的權衡。

Chow解釋說："錯誤緩解是指找到以某種方式處理物理錯誤的方法，通過學習錯誤，也只是以這樣一種方式運行量子電路，使我們能夠消除它們。在某些方面，糾錯就像是最終的錯誤緩解，但問題是，有一些技術，在我們正在建造的許多硬件中，已經(jīng)提供了這種途徑。我們真正感到興奮的是稱為概率誤差消除的技術。這確實是一種交換運行時間的方式--交換運行更多的電路，以了解可能影響你的計算的系統(tǒng)固有的噪音。"

該系統(tǒng)本質上是在現(xiàn)有電路中插入額外的門，對系統(tǒng)中固有的噪音進行采樣。雖然開銷隨著系統(tǒng)的大小呈指數(shù)增長，但IBM團隊認為這比估計這些相同電路的最佳經(jīng)典方法的指數(shù)要弱。

正如IBM之前宣布的那樣，它計劃在2024年或2025年之前在其Qiskit Runtime中引入錯誤緩解和抑制技術，因此開發(fā)人員在編寫代碼時甚至不必考慮這些問題。

關鍵詞： IBM希望一種新的錯誤緩解技術能幫助其獲得量子優(yōu)勢