X

量子计算机在新的纠错方法中互相检查答案

一个由大学和行业研究人员组成的国际团队称,量子计算机可能能够检查彼此的答案,以更好地纠正错误。

量子计算机现在可能能够采用“打电话给朋友”的策略来确保他们的答案是正确的。

在今天发表在《物理评论X》(Physical Review X)上的一项研究中,一组来自维也纳、因斯布鲁克、牛津和新加坡的物理学家设计了一种误差修正方法,可以让量子计算机互相检查答案。研究人员称,虽然量子计算机正在快速发展,但这些设备对外界影响(如热和宇宙射线)仍然非常敏感,这使它们更容易出错,从而影响计算。

维也纳大学的物理学家Chiara Greganti说:“为了充分利用未来的量子计算机进行关键计算,我们需要一种方法来确保输出是正确的,即使我们不能通过其他方法进行有问题的计算。”

让量子计算机互相检查

研究组实施了在一台量子计算机上进行计算的结果,可以在另一台量子计算机上进行相关但本质不同的计算来验证的交叉验证程序。

“我们要求不同的量子计算机进行不同的随机计算,”因斯布鲁克大学(University of Innsbruck)的研究员马丁·林格鲍尔(Martin Ringbauer)说。“量子计算机不知道的是,它们正在进行的计算之间存在着隐藏的联系。”

使用一种基于图结构的量子计算替代模型,该团队能够从一个共同的来源生成许多不同的计算。“虽然结果可能看起来是随机的,计算也是不同的,但如果设备正常工作,某些输出必须是一致的。”

一种简单而有效的技术

为了证明误差校正方法在现有技术上不需要特殊要求,该团队使用四种不同的硬件技术在5台现有量子计算机上实现了他们的方法:超导电路、俘获离子、光子学和核磁共振。

研究人员补充说,这项技术可以用来检查单个设备本身。由于这两种计算是如此不同,只有在它们也是正确的情况下,两种结果才会一致。

这种方法的另一个优点是,研究人员不必查看整个计算结果,这可能非常耗时。

新加坡Entropica实验室的Tommaso Demarie说:“检查不同设备在应该的情况下达成一致的频率就足够了,这甚至可以在非常大的量子计算机上做到。”

随着越来越多的量子计算机变得可用,这项技术可能是确保它们做了宣传的关键

学术界和工业界联合起来,使量子计算机值得信赖

这项研究不仅展示了量子计算机如何协同工作。这也显示了大学研究人员和多家公司的量子计算行业专家之间的协作能力。

“学术界和工业界的紧密合作使这篇论文从社会学的角度来看非常独特”,来自新加坡地平线量子计算的Joe Fitzsimons分享道。“虽然随着一些研究人员跳槽到公司,情况正在逐步发生变化,但他们一直在为让量子计算变得可靠和有用的共同努力做出贡献。”