IBM量子计算机通过计算的里程碑

四年前,物理学家在谷歌声称他们的量子计算机能够超越经典机器——尽管只在一个利基没有实际应用的计算。现在他们的同行在IBM说,他们有证据表明,量子计算机很快就会打普通的有用的任务,如计算属性的材料或基本粒子的相互作用。

在一个原理实验中所描述的自然6月14日¹研究人员模拟磁性材料的行为,在IBM的鹰量子处理器。至关重要的是,他们设法解决量子噪声这种技术的主要障碍因为它介绍了误差的计算,得到可靠的结果。

失败者在量子计算技术普及竞赛

“error-mitigating”技术使得团队做量子计算“在一个经典计算机的规模将斗争”,凯蒂Pizzolato说,IBM的量子理论组负责人在约克镇高地,纽约。

虽然他们攻击使用一个相当简单的问题,不现实的模型材料,“它让你乐观,这将工作在其他系统和更复杂的算法”,约翰·马蒂尼说加州大学的物理学家圣芭芭拉分校领导谷歌团队2019年里程碑。

量子计算启动首席执行长塞布丽娜Maniscalco Algorithmiq在赫尔辛基,说实验提供了一个基准的最先进的量子计算机。“这些机器来了,”她说。Maniscalco公司正在开发算法的量子化学计算使用错误缓解。

独特的量子

量子计算机采用特有的量子现象,如对象的能力同时存在于一个“叠加”两种状态,和多个对象共享一个共同的量子态,在物理学家所谓的纠缠。量子比特之间的量子比特的普通电脑,并且可以叠加的“0”和“1”的国家和纠缠。

物理学家们一直在研究一系列构建量子计算机的硬件,包括陷阱单个离子或中性原子。IBM的方法——这也是用谷歌和其他公司——每个量子位编码在一个小小的超导电路。量子计算机是有效的,量子比特保持量子态足够长的时间进行计算。所以关键工程努力进入增加量子比特的一生,IBM团队说。

量子计算机:他们好吗?

在最近的论文中,IBM的物理学家阿Kandala和他的合作者进行精确测量的噪声在每个量子位,可以遵循相对可预测的模式取决于他们的立场在设备内部,微小缺陷的制造和其他因素。利用这一知识,研究人员推断回到他们的测量——在这种情况下,完整的磁化状态的二维固体——看起来像没有噪音。他们就能够运行计算涉及所有的鹰127量子位和60处理步骤-比其他任何量子计算的实验报告。

错误的方法

马蒂尼说,结果验证IBM的短期策略,旨在减轻提供有用的计算,而不是纠正错误。从长远来看,IBM和其他公司希望转向量子纠错,一种技术,它需要大量的额外的每个数据量子位的量子比特。(谷歌的战略关注精炼量子纠错技术。)

一些研究人员对潜在的噪音缓解不太乐观,并期望,只有量子纠错将使计算上是不可能即使是最大的古典超级计算机²。

鹰有127个量子位,但IBM预计将推出其最强大的处理器,1121 -量子位秃鹫芯片,今年晚些时候。公司还拥有“大规模储能处理器”4158量子位处于开发阶段,主管Jay Gambetta说IBM的quantum-technology努力。他补充说,实现长期目标的建筑100000 -量子位的机器可以做完全error-corrected算法到2033年,研究人员将需要解决重大工程问题。