IBM 通过其 127 量子位Eagle量子处理单元解锁量子实用性

2023-07-03 14:56:21 来源：互联网

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IBM 研究人员与加州大学伯克利分校和普渡大学合作，成功地从当今的 NISQ(嘈杂中级量子)计算机中提取出有用的量子计算。该团队使用 IBM 最新的量子处理单元 (QPU) Eagle 来执行预计会在量子位噪声中失败的计算。然而，通过在 IBM 的 127 量子位 Eagle QPU 与加州大学伯克利分校和普渡大学的超级计算机之间使用巧妙的反馈机制，IBM成功证明它可以从嘈杂的 QPU 中得出有用的结果。量子实用的大门已经敞开——而且我们比预期要早得多。

我们的 NISQ 时代量子计算机与我们的标准超级计算机紧密相连——这是人类已知的最强大的机器，每秒能够执行数万亿次操作。尽管它们很强大，但有一个普遍的事实：当两个对象被绳子绑在一起时，它们只能以其中最慢的一个允许的速度移动。对于这个实验，超级计算机已经捉襟见肘，使用先进的技术来跟上模拟的复杂性。

当量子位的模拟变得过于复杂而超级计算机无法简单地“暴力破解”结果时，加州大学伯克利分校的研究人员开始使用压缩算法——张量网络状态。这些张量网络状态(矩阵)本质上是数据立方体，其中构成计算的数字在三维空间(x、y、z)中表示，与更常见的 2D 解决方案相比，该空间能够处理更复杂的信息关系和体积- 考虑一个简单的 Excel 2D 表 (x, y)，如果您必须考虑另一个信息平面 (z)，则您必须在该配置中搜索更多行。

“这项工作的关键在于，我们现在可以使用 Eagle 的所有 127 个量子位来运行一个相当大且深的电路 - 而且结果是正确的，”

这意味着已经可以从 NISQ 量子计算机中提取一些效用——在某些情况下，它们可以产生超出标准超级计算机所能达到的结果(至少在时间和金钱方面)，或者在哪些情况下需要获得这些结果就会使付出大于收获。

现在，我们的 NISQ 时代的量子计算机(最多具有数百个量子位)和我们的标准超级计算机(具有数万亿个晶体管)提供的解决方案之间存在着反复的情况。随着可用的、有用的量子位数量的增加，本文中使用的深度为 60 的电路将被探索。随着量子位数量和质量的增加，标准超级计算机也必须跟上，处理数字并尽可能深入地验证量子计算结果的队列。

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