研究人员找到了一种方法来检验量子计算机是否会返回准确的答案

使用不同硬件的多个量子计算机通过让它们执行看似随机的计算来相互测试，这些计算由一个隐藏的图结构连接起来。资料来源:Ella Maru工作室

量子计算机正在快速发展，已经开始挑战世界上最大的超级计算机的极限。然而，这些设备对外部影响非常敏感，因此容易出现误差，从而改变计算结果。这对于量子计算来说尤其具有挑战性，因为量子计算超出了我们所信任的经典计算机的能力范围，我们不再能够通过模拟来独立验证结果。维也纳大学的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来执行有问题的计算。”

让量子计算机互相检查

为了解决这一难题，该团队开发并实施了一种新的交叉检查程序，允许在一个设备上进行的计算结果通过在另一个设备上进行的相关但本质上不同的计算来验证。因斯布鲁克大学的Martin Ringbauer解释说:“我们要求不同的量子计算机执行不同的随机看起来的计算。”“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

该团队使用4种不同的硬件技术在5台目前的量子计算机上实现了他们的方法:超导电路、俘获离子、光子和核磁共振。这说明该方法适用于现有的硬件，没有任何特殊要求。该团队还证明，该技术可以用来检查单个设备的自身。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。这种新方法的另一个关键优势是，研究人员不必查看计算的全部结果，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

这项旨在让量子计算机变得可信的研究是由大学研究人员和多家公司的量子计算行业专家共同努力的结果。“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。”