IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机

IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机这项新研究的成果发表在上周的《自然》杂志上。科学家们使用IBM量子计算机Eagle来模拟真实材料的磁性，处理速度比传统计算机更快。IBM量子计算机之所以能超越传统计算机，是因为其使用了一种特殊的误差缓解过程来补偿噪声带来的影响。而噪声正是量子计算机的一个基本弱点。基于硅芯片的传统计算机依赖于“比特（bit）”进行运算，但其只能取0或1这两个值。相比之下，量子计算机使用的量子比特可以同时呈现多种状态。量子比特依赖于量子叠加和量子纠缠等量子现象。理论上这使得量子比特的计算速度更快，而且可以真正实现并行计算。相比之下，传统计算机基于比特的计算速度很慢，而且需要按顺序依次进行。但从历史上看，量子计算机有一个致命的弱点：量子比特的量子态非常脆弱，来自外部环境的微小破坏也会永远扰乱它们的状态，从而干扰所携带的信息。这使得量子计算机非常容易出错或“出现噪声”。在这一新的原理验证实验中，127量子比特的Eagle超级计算机用建立在超导电路上的量子比特计算了二维固体的完整磁性状态。然后，研究人员仔细测量每个量子比特所产生的噪声。事实证明，诸如超级计算材料中的缺陷等因素可以可靠预测每个量子比特所产生的噪声。据报道，研究小组随后利用这些预测值来模拟生成没有噪音的结果。量子霸权的说法之前就出现过。2019年，谷歌的科学家们声称，公司开发的量子计算机Sycamore在200秒内解决了一个普通计算机需要1万年才能破解的问题。但谷歌量子计算机所解决的问题本质上就是生成一长串随机数，然后检查它们的准确性，并没有什么实际用途。相比之下，用IBM量子计算机完成的新实验是一个高度简化但有真实应用价值的物理问题。2019年谷歌量子霸权研究成果参与者之一、加州大学圣巴巴拉分校物理学家约翰·马丁尼斯(JohnMartinis)表示，“这能让人们乐观认为，它将在其他系统和更复杂的算法中发挥作用。”（辰辰）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366285.htm

64 位量子比特，富士通研发出日本第二台自研量子计算机

64位量子比特，富士通研发出日本第二台自研量子计算机富士通官方新闻稿宣布，富士通和理化学研究所（Riken）周四成功研发出了新型超导量子计算机，这也是日本第二台自研的量子计算机。富士通和Riken利用了此前为该国首台超导量子计算机开发的技术，双方进一步透露了混合量子计算平台即将启动的消息。该平台能够将此次开发的64位量子计算机的算力、富士通开发的世界最大40量子位的量子计算机模拟器相结合。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat

Nature封面：量子计算机离实际应用还有两年

Nature封面：量子计算机离实际应用还有两年搭载“鹰”芯片的量子计算机这种障碍叫做“量子噪声”，会导致计算结果出现错误。研究团队对处理器中的每一个量子比特的噪声逐一进行测量，推测出了零噪声情况下系统的状态。根据观察和推测结果，团队研发出了全新的“误差缓解”技术。利用这种技术，团队在127量子比特的鹰处理器上成功进行了一次复杂运算。IBM量子研发部门高级主管SarahSheldon表示，我们可以开始设想用量子计算机解决一些此前无解的问题。相关论文已经在最新一期的Nature中发表，并登上封面。最新一期的NaturePodcast当中也介绍了这一研究成果。节目当中主持人评价IBM在量子计算不被看好的情况下做出的这一举动“十分勇敢”但也“拥有确凿证据”。而今年晚些时候，IBM还将发布1121量子比特的秃鹰（Condor）芯片。消灭不掉噪声，就抵消它由于量子纠缠效应的存在，量子不只有0和1两种存在方式，还有它们的叠加态。这使得量子运算的效率从理论上看显著高于传统的只有0和1两种状态的计算机。但实际上，量子计算机并未投入实际应用。原因有点无语——量子运算虽然快，但是错误率也很高。而出错背后的罪魁祸首，就是量子噪声。根据海森堡测不准原理，环境中无时无刻不充满波动的能量，哪怕温度低到绝对零度，也无法消除。量子永不停息的波动导致了它们之间彼此的拥挤、碰撞，这就是量子噪声的来源。对于单个量子，噪声带来的误差可能并不高（低于1%）。但量子计算机是由大量量子组成的复杂系统，各量子产生的误差叠加之后就变得不可忽视了。除了要解决量子噪声问题，IBM认为，还需保证量子处理器具有一定的规模和运算速度。消除量子噪声的过程称为量子纠错，方法是用更多的量子比特来描述一个量子比特，以便有错误时可以纠正。但这一思路的缺陷明显——我们根本无法操控如此之多的量子比特。因此，对于量子噪声，现在普遍采用的处理方式是抵消其影响，而非直接消除。传统的抵消方式是对误差信息实时监测并建立抵消算法，但随着量子比特数的增多，也出现了性能瓶颈。IBM团队研发了一种全新的抵消方式，绕开了这一瓶颈的限制。这种方式的核心是两种关键技术：脉冲拉伸（PulseStretching）和零噪声外推（ZeroNoiseExtrapolation）。脉冲拉伸是通过延长每个量子比特的操作时间，使量子误差被放大，更加有利于观测。这一过程中，IBM采用了物理学上常用的伊辛模型（Isingmodel）。其最基本的假设是相互作用只在最近邻的自旋之间存在。具体到这一项目，量子比特的排列方式是设定模型点阵排列方式的依据。尽管排列方式一致，伊辛模型却是独立于处理器硬件存在的。零噪声外推则是根据采集到的放大不同比例后的误差信息（采集量远低于传统方式），建立函数模型。根据函数模型外推出零点值，即为没有误差存在时的运算结果。尽管仍存在一定的局限性，但经过这种方式抵消一些误差后的量子处理器已经可以进行一些运算操作。IBM团队将其成果送到了加州大学伯克利分校进行效果测评，和他们的超级计算机进行比较。结果显示，鹰芯片驱动的量子计算机的计算结果与真实值的接近程度远高于传统计算机。不过，IBM的研究人员指出，采用这种抵消方式消除噪声影响只是一种短期策略。IBM也在逐步扩大其处理器所包含的量子比特数量。据研究人员预计，到2033年将制造出超过10万量子比特的处理器，届时量子误差将得到根源性的解决。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365823.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365823.htm

Rigetti Computing研发高性能量子计算机 帮助汽车制造商和金融企业从中受益

RigettiComputing研发高性能量子计算机帮助汽车制造商和金融企业从中受益量子领导企业RigettiComputing透露其长期计划，帮助汽车制造商和金融企业从潜在的革命性量子计算机中受益。2013年，RigettiComputing开始推动制造量子计算机。该公司周五表示，这一努力可能从2023年开始结出果实。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1317211.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1317211.htm

英特尔为量子计算开发者发布软件平台 帮助构建量子算法

英特尔为量子计算开发者发布软件平台帮助构建量子算法Matsuura称，开发者可以使用历史悠久的编程语言C++来构建量子算法，以便不具备量子计算专业知识的人更容易使用它。她还说：“IntelQuantumSDK将帮助程序员为未来大规模商用量子计算机做好准备。它还将通过创建一个开发人员社区来促进行业发展，从而加快应用程序的开发。”除了IBM和Alphabet旗下谷歌等科技巨头，寻求开发量子计算机硬件的初创企业也在大量涌现。但到目前为止，还没有任何公司制造出在该领域产生重大影响的量子设备。英特尔表示，有鉴于此，使用量子计算模拟器，如英特尔建造的模拟器，对于培训开发人员和研究算法至关重要。到目前为止，英特尔还没有可供客户使用的量子计算机，但该公司负责量子硬件的高管詹姆斯·克拉克（JamesClarke）表示，英特尔在过去六年里一直致力于利用其在硅晶体管设计、大批量制造和制造技术方面的专业知识，构建基于硅自旋量子比特的全栈商业量子计算系统。克拉克解释说：“我们在英特尔所做的是让晶体管彼此非常接近，在低温下用单电子操作它们，让这些晶体管充当量子比特。”量子比特是量子计算的基本单位。AnneMatsuura称：“我们的总体目标是建造一款可扩展的商用量子计算机，能够解决经典计算机难以解决的实际问题。”（小小）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1347033.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1347033.htm

风向旗参考慢讯：IBM于十一月十五日宣布研发成功127量子比特计算机（是更为传统的量子电路模式，可以解决更为广泛的问题，而非针对

风向旗参考慢讯：IBM于十一月十五日宣布研发成功127量子比特计算机（是更为传统的量子电路模式，可以解决更为广泛的问题，而非针对特定问题进行特解的量子退火算法计算机或光量子计算机）。IBM宣布计划于2023年推出超过1000量子位的计算机。可以通过注册IBM账号免费实验部分5量子比特以下的计算机（排队时间超长）。不过根据IBM公布的状态显示，他们唯一一台127量子位的计算机已经下线至少2天，同时他们其他量子计算机的可靠性远没有普通计算机高，错误率在百分之一到万分之一之间。同时Nature评论称，量子计算机真想打破传统计算机的主导地位，至少需要百万量子位以上。来源：，#风向旗参考慢讯