奇米影视盒首页 商讨揭示了量子造作在大型系统中不错“放置”的进度的限制

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量子缠绵机有可能在一些践诺干系的信息处理问题上优于传统缠绵机，致使可能在机器学习和优化方面。干系词，它们的大鸿沟部署尚不可行，主若是因为它们对噪声敏锐，这会导致它们犯造作。

一种旨在惩处这些造作的技能被称为量子纠错，旨在“即时”职责，监控造作并在发生造作时复原缠绵。尽管近几个月来在这些方面取得了巨猛推崇，但这一战术在实验上仍然极具挑战性，并带来了大批的资源支出。

另一种行为，称为量子造作缓解，其职责表情更曲折：不是在造作出现的那一刻阅兵造作，而是运行充满造作的缠绵（或其修改版块）直到完成。惟一在临了，东谈主们才会回偏激来推测正确的扫尾是什么。这种行为被建议行动一种“替代”惩处决策，用于在竣工竣工纠错之前惩处量子缠绵机产生的造作。

干系词，麻省理工学院、里昂高档师范学院、弗吉尼亚大学和柏林解放大学的商讨东谈主员标明，跟着量子缠绵机的鸿沟越来越大，量子造作缓解技能变得相配低效。

这意味着，减少造作并不是惩处量子缠绵中始终存在的噪声问题的灵丹灵药。他们的论文发表在《天然物理学》（Nature Physics）上，为裁减噪声对量子缠绵的不利影响的决策提供了指点，这些决策注定是无效的。

“咱们正在接洽行使嘈杂的量子门对近期量子缠绵进行限制，”该论文的合著者Jens Eisert告说谈。

“咱们的共事丹尼尔·斯蒂尔克·弗朗萨（Daniel Stilck França）刚刚解说了一个扫尾，该扫尾尽头于近期量子缠绵的引东谈主瞩所在局限性。他照旧解说，对于去极化噪声，在对数深度上，东谈主们将达到一个量子态，不错用有用的经典采样技能拿获。咱们刚刚一直在接洽量子造作缓解，但自后咱们想：等等，这对量子造作缓解意味着什么？

Yihui Quek、Daniel Stilck França、Sumeet Khatri、Johannes Jakob Meyer 和 Jens Eisert 最近的论文基于这个商讨问题，入部下手探索量子造作缓解的精准极限。他们的商讨扫尾揭示了量子造作缓解在多猛进度上有助于减少噪声对短期量子缠绵的影响。

“量子造作缓解旨在成为量子纠错的替代品奇米影视盒首页，因为它需要不太精准的工程来实践，因此即使对于当今的实验智商，也有但愿它不错垂手而得，”该论文的主要作家Yihui Quek告诉 Phys.org。

“关联词，当咱们眯着眼睛看这些相对随意的缓解决策时，咱们运转紧闭到，也许你不可一边吃蛋糕，要么吃掉它——是的，它们需要较少的量子比特和戒指，但这时常所以必须运行总共这个词系统为代价的，令东谈主担忧的大批次。

该团队发现存局限性的缓解决策的一个例子被称为“零造作外推”。该决策的职责旨趣是安然增多系统中的噪声量，然后将噪声较大的缠绵扫尾调整回零噪声场景。

“从实质上讲，为了顽抗杂音，你应该增多系统中的杂音，”Quek解释说。“即使从直观上看，很昭彰这是不可推广的。

量子电路（即量子处理器）由一层又一层的量子门组成，每一层量子门齐摄取前一层的缠绵并进一步鼓吹它们。干系词，如果栅极有噪声，电路中的每一层齐会成为一把双刃剑，大乱交因为诚然它如实鼓吹了缠绵，但栅极自己会引入极度的纰谬。

“这组成了一个可怕的悖论：你需要多层门（因此是一个深度电路）才智进行非无为的缠绵，”Quek说。

“干系词，更深的电路也更嘈杂——它更有可能输出妄语。因此，缠绵速率与缠绵中造作齐集的速率之间存在着竞赛。

“咱们的商讨标明，存在极其粗暴的电路，后者比当先想象的要快得多;如斯之多，以至于为了裁减这些粗暴的电路，您需要运行它们不可行的次数。岂论您使用什么特定的算法来缓解造作，这齐适用。

Quek、Eisert及其共事最近的商讨标明，量子造作缓解并不像一些东谈主瞻望的那样具有可推广性。事实上，该团队发现，跟着量子电路的鸿沟扩大，运行造作缓解所需的职责量或资源大大增多。

“与总共不可行的定理雷同，咱们但愿看到它们不像是扮演阻截，而是邀请，”艾塞特说。

“也许与更多几何上土产货聚会的因素配合，东谈主们会得出更乐不雅的设立，在这种情况下，咱们的界限可能过于悲不雅。常见的架构时常具有这么的土产货交互。咱们的商讨也不错看作是一个邀请，让咱们念念考更连贯的量子造作缓解决策。

该商讨小组收罗的发现不错行动巨匠量子物理学家和工程师的指南，激励他们想象出替代的、更有用的决策来裁减量子造作。此外，它们不错引发进一步的商讨，要点情切立时量子电路的表面方面。

“曩昔对于量子造作缓解的单个算法的散布职责暗意，这些决策是不可推广的，”Quek说。

“咱们建议了一个框架，不错拿获这些单个算法的大批内容。这使咱们粗略争申辩，其他东谈主所看到的这种低成果是量子造作缓解自己所固有的，与具体的竣工无关。

“这是由咱们设备的数学机械竣工的，这是迄今为止已知的最强扫尾，即电路由于物理噪声而丢失量子信息的速率有多快。

将来，Quek、Eisert及其共事的论文不错匡助商讨东谈主员快速识别最有可能无效的量子造作缓解决策类型。该团队商讨扫尾的要津办法见地是明确了一种直观，即良友门（即，量子比特相隔很远的门）既成心又有问题，因为它们容易产生纠缠，鼓吹缠绵，同期也更快地在系统中传播噪声。

“天然，这建议了一个问题，便是否有可能在不使用这些量子性和其最大敌东谈主（即噪声）的'超等传播者'的情况下取得量子上风，”Quek补充谈。“值得介怀的是，当在缠绵流程中引入新的提拔量子比特时，咱们总共的扫尾齐不设立，因此可能需要一定数目的提拔量子比特。

在他们的下一步商讨中，商讨东谈主员运筹帷幄将要点从他们发现的问题转念到克服这些问题的潜在惩处决策上。他们的一些共事照旧在这个方进取取得了一些推崇，讨好使用了立时基准测试和量子造作缓解技能。

更多信息：Yihui Quek 等东谈主，量子纰谬缓解限制的指数更严格限制，《天然物理学》（Nature Physics，2024 年）。DOI： 10.1038/s41567-024-02536-7.

期刊信息： Nature Physics奇米影视盒首页