近日，澳大利亞量子公司Q-CTRL宣布了最新量子自動(dòng)糾錯(cuò)軟件工具Fire Opal。該公司通過在超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)上的基準(zhǔn)測試實(shí)驗(yàn)表明，與業(yè)界最好的編譯軟件執(zhí)行的量子算法相比，F(xiàn)ire Opal軟件可以使量子算法在硬件上的成功率提高9000倍。

圖片來自Q-CTRL

量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展需要大幅提升量子計(jì)算機(jī)的性能，使量子計(jì)算機(jī)能為企業(yè)所用，從而解決在金融、材料科學(xué)等領(lǐng)域的復(fù)雜問題。

但目前大多數(shù)量子計(jì)算機(jī)依然容易出錯(cuò)，阻礙了量子計(jì)算的廣泛應(yīng)用。對此，Q-CTRL公司團(tuán)隊(duì)找到新的途徑，通過自主研發(fā)的自動(dòng)糾錯(cuò)技術(shù)，大幅增加量子算法的成功率，盡可能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的最大性能，從而縮小市面上量子計(jì)算機(jī)所承諾的性能與它們交付給用戶的實(shí)際性能的差距。

該公司表示，從長遠(yuǎn)來看，將量子計(jì)算機(jī)、電路優(yōu)化與量子糾錯(cuò)技術(shù)結(jié)合起來，將是未來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算的關(guān)鍵。

Q-CTRL公司對Fire Opal軟件進(jìn)行了基準(zhǔn)測試實(shí)驗(yàn)，其中包括美國量子經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)盟(QED-C)建立的Bernstein-Vazirani算法基準(zhǔn)。在該算法中，F(xiàn)ire Opal軟件展示了超越其他競爭對手的計(jì)算性能。并且隨著量子計(jì)算機(jī)規(guī)模越大，性能改善程度也越高，呈指數(shù)級增長。當(dāng)計(jì)算機(jī)規(guī)模達(dá)到16個(gè)量子位時(shí)，F(xiàn)ire Opal軟件實(shí)現(xiàn)了超出競爭對手9000倍的算法優(yōu)勢。

Bernstein-Vazirani算法基準(zhǔn)測試結(jié)果，圖片來自Q-CTRL

在Grover量子搜索算法（一種在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的非結(jié)構(gòu)化搜索算法）中，以5個(gè)量子位組成的計(jì)算機(jī)為例，F(xiàn)ire Opal軟件能夠以二進(jìn)制方式優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，將一個(gè)“完全錯(cuò)誤”的解轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的解。盡管在這種情況下，算法成功率只提高了大約20至30倍，但效果是顯而易見的。

作為Q-CTRL公司的早期客戶，歐洲量子初創(chuàng)公司BEIT首席執(zhí)行官Paulina Mazurek表示，“BEIT公司一直在探索量子算法的極限，但在硬件性能方面，我們面臨著和其他人一樣的阻礙。Fire Opal軟件在我們的研究中開辟了新的前沿領(lǐng)域，使我們更加接近量子優(yōu)勢，在執(zhí)行基礎(chǔ)量子算法上，獲得了比經(jīng)典算法更好的結(jié)果。因此，從某種程度上說，這種軟件從根本上改善了硬件，實(shí)現(xiàn)了過往行業(yè)基準(zhǔn)認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn)的結(jié)果?！?/p>

Grover量子搜索算法測試結(jié)果，圖片來自Q-CTRL

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