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(資料圖)

在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，量子計(jì)算行業(yè)都在避免談?wù)?quot;量子優(yōu)勢(shì)"或"量子優(yōu)勢(shì)"，即量子計(jì)算機(jī)可以解決在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上需要太長(zhǎng)時(shí)間才能解決的問(wèn)題。在某種程度上，這是因?yàn)樵撔袠I(yè)想避免隨之而來(lái)的炒作，但I(xiàn)BM今天再次提起了關(guān)于量子優(yōu)勢(shì)的話題，詳細(xì)介紹了它計(jì)劃如何使用一種新的錯(cuò)誤緩解技術(shù)來(lái)規(guī)劃運(yùn)行越來(lái)越大的電路，以達(dá)到這一目標(biāo)--至少對(duì)于某一組算法來(lái)說(shuō)。

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量子計(jì)算機(jī)最討厭的就是噪音，這已經(jīng)不是什么秘密了。畢竟，量子是無(wú)常的東西，溫度或振動(dòng)的最小變化都會(huì)使它們失去凝聚力。目前的量子計(jì)算時(shí)代與"嘈雜的中尺度量子（NISQ）技術(shù)"有關(guān)是有原因的。

IBM和其他每家量子計(jì)算公司的工程師們正在緩慢但穩(wěn)定地朝著減少硬件和軟件層面的噪音邁進(jìn)，例如，IBM的65量子比特系統(tǒng)從2020年開(kāi)始，現(xiàn)在顯示的相干時(shí)間是它們剛推出時(shí)的兩倍。IBM的transmon超導(dǎo)量子比特的相干時(shí)間現(xiàn)在超過(guò)1ms。這聽(tīng)起來(lái)可能不多，其他一些公司也做到了。

但I(xiàn)BM也在采取另一種方法，但押注于新的錯(cuò)誤緩解技術(shù)，被稱為概率錯(cuò)誤消除和零噪音推斷。在一個(gè)非常基本的層面上，可以被看成是相當(dāng)于常用的降噪耳機(jī)中的主動(dòng)降噪特性，該系統(tǒng)定期檢查系統(tǒng)的噪音，然后從本質(zhì)上反轉(zhuǎn)這些噪音電路，使其能夠創(chuàng)造出幾乎沒(méi)有錯(cuò)誤的結(jié)果。

IBM現(xiàn)在已經(jīng)表明，這不僅僅是一種理論上的可能性，而是在其現(xiàn)有的系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)作。但這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是，當(dāng)不斷地對(duì)這些噪聲電路進(jìn)行采樣時(shí)，會(huì)有相當(dāng)多的開(kāi)銷，而且這種開(kāi)銷在量子比特的數(shù)量和電路深度方面是指數(shù)級(jí)的。但I(xiàn)BM量子公司的硬件開(kāi)發(fā)總監(jiān)Jerry Chow認(rèn)為這是一個(gè)值得作出的權(quán)衡。

Chow解釋說(shuō)："錯(cuò)誤緩解是指找到以某種方式處理物理錯(cuò)誤的方法，通過(guò)學(xué)習(xí)錯(cuò)誤，也只是以這樣一種方式運(yùn)行量子電路，使我們能夠消除它們。在某些方面，糾錯(cuò)就像是最終的錯(cuò)誤緩解，但問(wèn)題是，有一些技術(shù)，在我們正在建造的許多硬件中，已經(jīng)提供了這種途徑。我們真正感到興奮的是稱為概率誤差消除的技術(shù)。這確實(shí)是一種交換運(yùn)行時(shí)間的方式--交換運(yùn)行更多的電路，以了解可能影響你的計(jì)算的系統(tǒng)固有的噪音。"

該系統(tǒng)本質(zhì)上是在現(xiàn)有電路中插入額外的門，對(duì)系統(tǒng)中固有的噪音進(jìn)行采樣。雖然開(kāi)銷隨著系統(tǒng)的大小呈指數(shù)增長(zhǎng)，但I(xiàn)BM團(tuán)隊(duì)認(rèn)為這比估計(jì)這些相同電路的最佳經(jīng)典方法的指數(shù)要弱。

正如IBM之前宣布的那樣，它計(jì)劃在2024年或2025年之前在其Qiskit Runtime中引入錯(cuò)誤緩解和抑制技術(shù)，因此開(kāi)發(fā)人員在編寫代碼時(shí)甚至不必考慮這些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞： IBM希望一種新的錯(cuò)誤緩解技術(shù)能幫助其獲得量子優(yōu)勢(shì)