日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术

日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术日本东京大学等的研究团队日前在美国《科学》杂志上发表成果称，开发出能自行纠正“光量子计算机”运算错误的方法。“光量子计算机”是使用光的下一代计算机，这正是这种计算机所面临的最后课题。研究量子信息科学的东大教授古泽明表示：“原理层面的开发已完成。今后将迎来新的时代。”据悉，他们将在9月成立风险企业以推动成果转化。量子计算机使用信息的基本单位“量子比特”，即使是复杂的运算也能高速执行，但过程中容易出现运算错误。使用超导体或离子的计算机已开发出纠错功能，但需要大量量子比特和复杂的布线。此外还存在计算机体积变大和耗电量大的问题。团队此次开发出了高性能的光检测仪，成功创造出一种名为“GKP量子比特”的特殊光状态，它能在运算的同时纠错。包含大量光子的单个光信号工作原理与排列大量量子比特的状态相同，因此有望在计算机体积不增大的情况下提高运算能力。

日本团队开发出 “光量子计算机” 运算纠错技术

日本团队开发出“光量子计算机”运算纠错技术日本东京大学等的研究团队日前在美国《科学》杂志上发表成果称，开发出能自行纠正“光量子计算机”运算错误的方法。“光量子计算机”是使用光的下一代计算机，这正是这种计算机所面临的最后课题。研究量子信息科学的东大教授古泽明表示：“原理层面的开发已完成。今后将迎来新的时代。”据悉，他们将在9月成立风险企业以推动成果转化。团队此次开发出了高性能的光检测仪，成功创造出一种名为“GKP量子比特”的特殊光状态，它能在运算的同时纠错。包含大量光子的单个光信号工作原理与排列大量量子比特的状态相同，因此有望在计算机体积不增大的情况下提高运算能力。

DARPA计划的突破有望带来更实用的量子计算机

DARPA计划的突破有望带来更实用的量子计算机量子计算基于一些看似神奇或疯狂的概念，有可能彻底改变我们对计算机的认识。通过利用量子效应和一些相对复杂的数学知识，量子计算可以将信息处理速度提高到经典计算的几个数量级，并推动人工智能、生物化学、密码学等更多领域的发展。这一切都令人印象深刻，但在实现过程中却磕磕绊绊，因为事实证明，要让量子计算超越实验阶段是相当困难的。部分原因是量子计算的错误率非常高，这并不奇怪，因为量子计算的原理基于这样一个事实：与经典计算的一和零二进制不同，有些东西可以是一，也可以是零，或者同时是一和零。诀窍在于找到一种方法，通过将这些容易出错或"噪声"的处理器与经典系统相结合，使其变得更加实用。就DARPA而言，这涉及到通过开发逻辑量子比特来重点解决国防和工业中出现的优化问题，逻辑量子比特是一种更高级别的抽象概念，其作用类似于量子算法，它基于Rydberg量子比特，而Rydberg量子比特是一种物理元件，其作用类似于双态量子系统。DARPA国防科学办公室ONISQ项目经理MukundVengalattore博士说："Rydberg量子比特具有特性均匀的有利特点--这意味着每个量子比特的行为方式都与下一个量子比特无异。其他平台（如超导量子比特）则不然，每个量子比特都是独一无二的，因此不能互换。""Rydberg量子比特的同质性使它们能够快速扩展，也使它们能够通过量子电路上的激光器轻松操控和移动。这就克服了目前执行量子比特操作时必须按顺序连接它们，从而在整个芯片中传播错误的易错方法。现在可以想象在量子芯片上对量子比特进行动态重新配置，不再局限于按顺序运行量子电路。现在，我们可以使用激光镊子将整个量子比特集合（所有量子比特）从电路中的一个地方带到电路上的另一个地方，运行一个操作，然后将它们放回原来的位置。可动态重新配置和可移动的雷德堡逻辑量子比特为设计和构建可扩展的量子计算处理器开辟了全新的概念和范式"。目前，DARPA已经连接了48个逻辑量子比特，但要达到实用量子计算机所需的复杂程度，还需要更多的逻辑量子比特。不过，这将远远低于最初想象的容错量子计算机所需的数百万个量子比特。DARPA技术顾问GuidoZuccarello博士说："如果有人在三年前ONISQ计划开始时预测，Rydberg（一种具有一个或多个电子的激发原子，具有非常高的主量子数）中性原子可以作为逻辑量子比特，没有人会相信。"这是DARPA对这些研究较少的量子比特以及研究较多的离子和超导电路的潜力下注的方式。作为一项探索性计划，ONISQ为研究人员提供了探索独特的新应用的余地，而不仅仅局限于优化重点。因此，哈佛大学领导的团队能够利用这些雷德堡量子比特的更多潜力，并将它们转化为逻辑量子比特，这是一个非常重大的发现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403841.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403841.htm

“本源悟空” 量子计算机全球访问量突破 1000 万

“本源悟空”量子计算机全球访问量突破1000万安徽省量子计算工程研究中心于今日宣布，截至6月17日上午9时，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破1000万。这是我国首次在国际上大规模、长时间提供自主量子算力，并成功应对了超千万次的访问需求，彰显了中国在量子计算领域自立自强的坚定步伐。“本源悟空”是我国第三代自主超导量子计算机，搭载72位自主超导量子芯片，是目前中国最先进的可编程、可交付超导量子计算机。“本源悟空”由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司团队自主研发，在今年1月6日上线运行，并向全球用户开放使用。（上证报）

谷歌宣布在量子计算机纠错技术取得重要突破 但仍持“谨慎”态度

谷歌宣布在量子计算机纠错技术取得重要突破但仍持“谨慎”态度由于量子比特只能保持量子态极短的时间，因此目前的量子计算机很难产生有用的结果。这意味着，在量子计算机完成计算之前，量子系统中编码的信息就会丢失。因此，找到一种方式纠正随之而来的错误是量子计算技术面临的最大挑战。一些量子计算创业公司认为，短期内解决这个问题的办法是探索新方式，对目前的“噪声机器”进行编程，但这种做法意味着，量子计算机相比于传统计算机的性能提升有限。此外到目前为止，这方面的努力尚未取得实际效果。这也使得越来越多的人认为，在纠错问题得到更全面的解决之前，量子计算不具有实用性。谷歌的研究人员表示，已经找到一种方法，将量子计算机中正在处理的信息分散到多个量子比特上。这意味着，即便单个量子比特脱离了量子态，但作为一个整体的系统可以保存足够多的信息足够长时间，来完成一项计算。根据发表在《自然》杂志上的文章，随着谷歌扩大技术的应用规模，使其在更大的量子系统上运行，错误率仅降低了4%。但研究人员指出，这是人类首次实现，扩大量子计算机的规模没有导致错误率上升。奈文表示，这表明谷歌已经突破了“平衡点”。在此之后，进一步的发展将实现稳定的性能提升，最终带来第一台可以实际使用的量子计算机。谷歌研究员朱利安·凯利（JulianKelly）说，此次的突破来自于谷歌对量子计算机所有组件的优化，涉及量子比特的质量控制、控制软件，以及用于将计算机冷却至接近绝对零度的低温设备。这些优化将错误的数量减少到了足够低，使得扩大系统规模不会导致错误率呈现指数级上升。谷歌将这一突破描述为建造实用量子计算机所需完成的6个步骤中的第二步。下一步包括完善量子计算机的工程设计，以便只需要1000个量子比特就可以实现所谓的“逻辑量子比特”。逻辑量子比特建立在物理量子比特之上，可以实现无差错的运行。奈文表示，谷歌相信，只要能找到如何构建1000个逻辑量子比特并将其连接至单个系统的方法，就可以获得一台可实用的量子计算机。谷歌关于量子计算的研究以往曾引发争议。2019年，谷歌发表在《自然》杂志的一篇文章称，已经实现了“量子霸权”，即让量子计算机完成传统计算机无法完成的计算。然而，这一说法遭到了IBM和其他公司的挑战。随着新编程技术的发展，传统计算机性能的提升，量子计算实现“量子霸权”的时间也在被推迟。在本周发表的文章中，谷歌的研究人员表示，对这一最新突破持“谨慎”态度。他们表示，在纠错技术未来应用至更大规模的量子系统时，仍有一定的可能无法发挥作用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1345915.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1345915.htm

IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机

IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机这项新研究的成果发表在上周的《自然》杂志上。科学家们使用IBM量子计算机Eagle来模拟真实材料的磁性，处理速度比传统计算机更快。IBM量子计算机之所以能超越传统计算机，是因为其使用了一种特殊的误差缓解过程来补偿噪声带来的影响。而噪声正是量子计算机的一个基本弱点。基于硅芯片的传统计算机依赖于“比特（bit）”进行运算，但其只能取0或1这两个值。相比之下，量子计算机使用的量子比特可以同时呈现多种状态。量子比特依赖于量子叠加和量子纠缠等量子现象。理论上这使得量子比特的计算速度更快，而且可以真正实现并行计算。相比之下，传统计算机基于比特的计算速度很慢，而且需要按顺序依次进行。但从历史上看，量子计算机有一个致命的弱点：量子比特的量子态非常脆弱，来自外部环境的微小破坏也会永远扰乱它们的状态，从而干扰所携带的信息。这使得量子计算机非常容易出错或“出现噪声”。在这一新的原理验证实验中，127量子比特的Eagle超级计算机用建立在超导电路上的量子比特计算了二维固体的完整磁性状态。然后，研究人员仔细测量每个量子比特所产生的噪声。事实证明，诸如超级计算材料中的缺陷等因素可以可靠预测每个量子比特所产生的噪声。据报道，研究小组随后利用这些预测值来模拟生成没有噪音的结果。量子霸权的说法之前就出现过。2019年，谷歌的科学家们声称，公司开发的量子计算机Sycamore在200秒内解决了一个普通计算机需要1万年才能破解的问题。但谷歌量子计算机所解决的问题本质上就是生成一长串随机数，然后检查它们的准确性，并没有什么实际用途。相比之下，用IBM量子计算机完成的新实验是一个高度简化但有真实应用价值的物理问题。2019年谷歌量子霸权研究成果参与者之一、加州大学圣巴巴拉分校物理学家约翰·马丁尼斯(JohnMartinis)表示，“这能让人们乐观认为，它将在其他系统和更复杂的算法中发挥作用。”（辰辰）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366285.htm