量子計算可靠性重大突破！IBM：“已經(jīng)達到實用的時代”
2023-06-17 10:07:51 technews(臺）當(dāng)今最強大的超級計算機可模擬復(fù)雜天氣模式和恒星誕生，目前量子計算機仍處于理論實踐和可操作原型發(fā)展階段，但投注大量資源研發(fā)量子運算技術(shù)的IBM聲稱取得了重大突破，并在科學(xué)期刊《自然》分享研究報告。
IBM在Twitter上表示，與加州伯克利大學(xué)（UC Berkeley）合作，IBM量子計算機可以產(chǎn)生超出當(dāng)今領(lǐng)先經(jīng)典方法所能達到的準(zhǔn)確結(jié)果。 根據(jù) IBM 的 Jay Gambetta 的說法，“我們已經(jīng)達到實用的時代”。
量子計算機是研究熱門話題，但還沒在計算時發(fā)揮作用。量子計算利用量子糾纏（entanglement）、疊加（superposition）等不可思議的量子特性來加速運算。例如，量子位可以不像傳統(tǒng)計算機位只能為0或1，而是同時為0和1，即兩個狀態(tài)同時存在。
量子計算機運算速度非常快，但問題是無法產(chǎn)生一致結(jié)果，也產(chǎn)生很多錯誤答案。Google 在 2019 年宣稱擁有量子霸權(quán)，稱數(shù)字計算機必須進行數(shù)千年運算才能完成，但后續(xù)分析顯示，如果再多點時間，傳統(tǒng)電腦也能做同樣效果。
也因此，IBM主張不是速度，而是可靠性。換言之，若讓量子計算機發(fā)揮作用，必須每次都給相同答案，而IBM錯誤緩解技術(shù)邁出一大步。
IBM研發(fā)團隊使用127量子位元的量子計算機，創(chuàng)建了模擬127個原子條形磁鐵，這個系統(tǒng)稱為“易辛模型”（Ising model），常用來研究磁性。在這狀況下，磁體受到量子因素影響，因此無法在經(jīng)典計算機上進行準(zhǔn)確模擬。
因此，研究人員利用量子干擾來推動結(jié)果，使其離解決方案更遠，再透過在運算中引入噪聲，使團隊了解模擬中噪聲的影響，并逆向運算來達到理想、低噪聲的結(jié)果。
IBM團隊運行60萬次量子易辛模擬，找到正確配置，但驗證答案是另一個問題。由于易辛模型相當(dāng)復(fù)雜，數(shù)字模擬只能預(yù)估一些參數(shù)。如果將量子結(jié)果與經(jīng)典估計相比，部分配置于量子系統(tǒng)能顯示更高準(zhǔn)確性; 其他情況下，數(shù)值會出現(xiàn)分歧，但沒有既定解決方案。
這些情況下，無法確定量子解決方案是否是正確的方式，但 IBM 團隊猜想它們正確。
磁體建模只是測試量子誤差緩解的方式之一，想法是讓量子計算機解決一般問題，雖然可能還要數(shù)年時間才能實現(xiàn)目標(biāo)，但IBM會持續(xù)探索。
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