英伟达联合创始人向母校捐赠量子计算机

英伟达联合创始人向母校捐赠量子计算机现年64岁的普里姆将捐赠7,500多万美元，使伦斯勒理工学院能够拥有一套由IBM制造的量子计算系统，使其成为世界上第一台在大学校园中使用的量子计算设备。普里姆在英伟达担任了十年的首席技术官。虽然他在该公司估值突破2万亿美元之前就已套现，但他积累的巨额财富足以为教育和其他事业提供数以百万美元计的捐赠。他说，他最新押注的目标是将纽约哈德逊河谷打造成美国量子计算研究的中心。伦斯勒理工学院目前已经安装了一台拥有127个量子比特的IBMQuantumSystemOne设备。伦斯勒理工学院每年将花费1,500万美元租用这台计算机，费用由普里姆承担，这台设备在几年后将升级到更先进的系统。——

量子计算机在适当的错误控制下更擅长猜测

量子计算机在适当的错误控制下更擅长猜测科学家们通过有效抑制位串猜谜游戏中的错误，管理长达26位的字符串，实现了量子加速。他们表明，通过适当的错误控制，即使在当前嘈杂的量子计算时代，量子计算机也能以比传统计算机更好的时间尺度执行完整算法。通过有效地减少在这个级别经常遇到的错误，他们成功地管理了长达26位的位串，比以前可能的要大得多。（对于上下文，一位指的是二进制数，可以是零或一）。量子计算机有望解决某些问题，其优势会随着问题复杂性的增加而增加。但是，它们也极易出错或产生噪音。Lidar表示，挑战在于“在当今量子计算机仍然‘嘈杂’的现实世界中获得优势。”当前量子计算的这种容易产生噪声的条件被称为“NISQ”（噪声中级量子）时代，该术语改编自用于描述经典计算设备的RISC架构。因此，任何现有的量子速度优势证明都需要降噪。一个问题的未知变量越多，计算机通常就越难解决。学者们可以通过玩一种游戏来评估计算机的性能，以了解算法猜测隐藏信息的速度有多快。例如，想象一下电视游戏Jeopardy的一个版本，参赛者轮流猜测一个已知长度的秘密单词，一次一个完整的单词。在随机更改秘密单词之前，主持人只为每个猜出的单词显示一个正确的字母。在他们的研究中，研究人员用位串替换了单词。一台经典计算机平均需要大约3300万次猜测才能正确识别26位字符串。相比之下，一台功能完美的量子计算机，在量子叠加中提出猜测，只需一次猜测就可以确定正确答案。这种效率来自运行25多年前由计算机科学家EthanBernstein和UmeshVazirani开发的量子算法。然而，噪声会显着阻碍这种指数量子优势。激光雷达和Pokharel通过采用称为动态去耦的噪声抑制技术实现了量子加速。他们花了一年的时间进行实验，Pokharel在USC的激光雷达下担任博士生。最初，应用动态解耦似乎会降低性能。然而，经过多次改进后，量子算法按预期运行。解决问题的时间比任何经典计算机都慢，随着问题变得越来越复杂，量子优势变得越来越明显。激光雷达指出，“目前，经典计算机仍然可以绝对地更快地解决问题。”换句话说，报告的优势是根据找到解决方案所需的时间尺度而不是绝对时间来衡量的。这意味着对于足够长的位串，量子解决方案最终会更快。该研究最终表明，通过适当的错误控制，即使在NISQ时代，量子计算机也可以执行完整的算法，并且比传统计算机更能缩短寻找解决方案所需的时间。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364371.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364371.htm

新研究揭示重新配置的经典计算机有能力超越量子计算机

新研究揭示重新配置的经典计算机有能力超越量子计算机量子计算被誉为一种在速度和内存使用方面都能超越经典计算的技术，有可能为预测以前不可能预测的物理现象开辟道路。许多人认为，量子计算的出现标志着经典或传统计算模式的转变。传统计算机以数字比特（0和1）的形式处理信息，而量子计算机则采用量子比特（量子位），以0和1之间的数值存储量子信息。在某些条件下，这种以量子位处理和存储信息的能力可用于设计量子算法，从而大大超越经典算法。值得注意的是，量子以0和1之间的数值存储信息的能力使得经典计算机很难完美地模拟量子计算机。然而，量子计算机很不稳定，容易丢失信息。此外，即使可以避免信息丢失，也很难将其转化为经典信息，而经典信息是进行有用计算的必要条件。经典计算机不存在这两个问题。此外，巧妙设计的经典算法可以进一步利用信息丢失和翻译这两个难题，以比以前想象的要少得多的资源模拟量子计算机--正如最近发表在《PRXQuantum》杂志上的一篇研究论文所报告的那样。科学家们的研究结果表明，与最先进的量子计算机相比，经典计算可以通过重新配置来执行更快、更精确的计算。这一突破是通过一种算法实现的，这种算法只保留了量子态中存储的部分信息--只够精确计算最终结果。纽约大学物理系助理教授、论文作者之一德里斯-塞尔斯（DriesSels）解释说："这项工作表明，改进计算的潜在途径有很多，包括经典方法和量子方法。此外，我们的工作还凸显了利用容易出错的量子计算机实现量子优势有多么困难。"为了寻求优化经典计算的方法，塞尔斯和他在西蒙斯基金会的同事们把重点放在了一种能忠实呈现量子比特之间相互作用的张量网络上。这些类型的网络出了名的难处理，但该领域的最新进展使得这些网络可以借用统计推理的工具进行优化。作者将该算法的工作与将图像压缩成JPEG文件进行了比较，JPEG文件可以通过消除信息，在几乎感觉不到图像质量损失的情况下，使用更少的空间来存储大型图像。"为张量网络选择不同的结构，就相当于选择不同的压缩形式，就像为图像选择不同的格式，"领导该项目的Flatiron研究所约瑟夫-廷德尔（JosephTindall）说。"我们正在成功开发用于处理各种不同张量网络的工具。这项工作反映了这一点，我们相信，我们很快就会进一步提高量子计算的标准。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1426054.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1426054.htm

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

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

谷歌科学家发布：量子计算机取得重大突破

谷歌科学家发布：量子计算机取得重大突破谷歌科学家最近在ArXiv平台上发布了一篇预印本论文，声称在量子计算机领域取得了重大突破。他们表示，通过对Sycamore处理器的升级，谷歌成功提升了量子位的数量，从之前的53个增加到了70个。这次实验中，谷歌科学家们执行了一项名为随机电路采样的任务，这个任务在量子计算中用于评估计算机的性能和效率。通过运行随机电路并分析结果输出，科学家们测试了量子计算机在解决复杂问题方面的能力。谷歌的研究结果显示，升级后的70个量子位的Sycamore处理器在执行随机电路采样任务上比业内最先进的超级计算机快了几十亿倍。例如，需要业内最先进超级计算机Frontier计算47.2年才能完成的任务，53个量子位的Sycamore处理器只需要6.18秒就能完成，而新版的70个量子位的Sycamore处理器速度更快。来源，，来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot