微軟成功證明淺量子電路性能可成倍提高
目前已經(jīng)有不少證據(jù)表明:量子計(jì)算機(jī)可以突破傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的瓶頸和束縛。例如谷歌近期宣布的53-qubit的量子計(jì)算機(jī)Sycamore,傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要10000年才能計(jì)算出的任務(wù)在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上只需要3分鐘20秒就能完成,實(shí)現(xiàn)了“量子至上”。
![]() 而現(xiàn)在量子領(lǐng)域又有重大發(fā)現(xiàn),在得到Microsoft Quantum支持下一支科研團(tuán)隊(duì)證明了證明量子計(jì)算機(jī)可以顯著改善計(jì)算問題的時(shí)間復(fù)雜度。在一篇名為《淺量子電路和無約束扇形淺經(jīng)典電路之間的指數(shù)分離》(Exponential separation between shallow quantum circuits and unbounded fan-in shallow classical circuits)的論文中,一支團(tuán)隊(duì)在微軟的支持下證明了淺量子電路可以解決在淺經(jīng)典無邊界電路領(lǐng)域中無法解決的問題。 該團(tuán)隊(duì)由Microsoft Quantum的高級(jí)研究員Robin Kothari,滑鐵盧大學(xué)的Luke Schaeffer(也在Microsoft Quantum實(shí)習(xí)),麻省理工學(xué)院的Adam Bene Watts和加州大學(xué)伯克利分校的Avishay Tal組成。該團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)是盧克·謝弗(Luke Schaeffer)在世界上最大的量子計(jì)算會(huì)議-量子信息處理年度會(huì)議(QIP)上提出的。 想要更好的了解這支團(tuán)隊(duì)的重大發(fā)現(xiàn),我們需要補(bǔ)充下量子計(jì)算上的相關(guān)知識(shí)。和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)處理0和1兩個(gè)位不同,量子計(jì)算機(jī)在qubit上進(jìn)行,這些量子位可以在任意給定的瞬間以兩種狀態(tài)的量子疊加。為了使量子計(jì)算機(jī)能夠按需執(zhí)行,我們必須借助量子閘/量子門(Quantum Gates)對(duì)它們進(jìn)行某些操作。為簡(jiǎn)單起見,可以將這些普通邏輯門視為“且”(AND)、“或”(OR)、“非”(NOT)狀態(tài)。 普通邏輯門的組合創(chuàng)建經(jīng)典電路,而量子門的組合創(chuàng)建量子電路。在前者能夠解決后者無法解決的問題之后,先前已證明一種特殊類型的量子電路淺量子電路優(yōu)于淺經(jīng)典有界電路。 在最新研究中,淺層量子電路的尺寸要與經(jīng)典電路(淺層無界電路)的出色表現(xiàn)相提并論。團(tuán)隊(duì)證明: ...淺量子電路可以解決淺經(jīng)典的無界電路無法解決的問題,除非它們使用指數(shù)級(jí)數(shù)量的量子門。 微軟希望這項(xiàng)新的進(jìn)步能夠激發(fā)其他人冒險(xiǎn)進(jìn)入量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,并在他們的幫助下找到解決實(shí)際問題的解決方案。有關(guān)一般研究和量子電路的詳細(xì)信息,請(qǐng)參閱博客文章。您還可以在團(tuán)隊(duì)在此處發(fā)表發(fā)現(xiàn)的地方研究該論文。 論文鏈接:https://arxiv.org/pdf/1906.08890.pdf |