优化的量子飞跃:量子比特错误缓解技术实现数百万倍的加速

后处理方法“SEMO”可纠正量子退火器中的量子位错误,从而显着加速复杂现实问题解决方案的优化。优化的后量子飞跃:量子位错误缓解技术实现数百万倍的加速首先出现在《Advanced Science News》上。

来源:Advanced Science News

后处理方法“SEMO”可纠正量子退火器中的量子位错误,从而显着加速复杂现实问题解决方案的优化。

优化问题无处不在。无论是安排交付、管理财务投资组合还是分析医学图像,无数行业都依赖于从海量选项中找到最佳解决方案的能力。量子退火器是 D-Wave Systems 制造的一种商用量子计算机,专为解决此类挑战而设计。但一个顽固的障碍阻碍了它们的广泛采用:量子位错误。

当量子退火器运行计算时,其一小部分量子位或量子位可能会崩溃到不正确的状态。这听起来可能只是一个小小的不便,但后果会迅速复杂化。获得正确答案的概率随着量子位错误的数量呈指数下降,这意味着,随着问题规模的增大,达到真正最优解所需的时间也会迅速增加。对于大型的现实问题,这使得无辅助量子退火(机器在没有任何纠错或后处理的情况下运行)变得不切实际。

CSIRO(澳大利亚国家科学机构)的研究人员现已开发出一种技术来突破这一瓶颈。他们的方法称为 SEMO(优化自旋错误缓解),是一种后处理算法,可识别并纠正量子退火后留下的错误自旋态。这项发表在《高级物理研究》上的研究表明,达到组合优化问题的全局最优解所需的时间缩短了一百万倍。

事后捕获错误

百万倍改进

超越图像分割

扩大规模:更多量子位的情况

特色图片来源:Gerd Altmann/geralt via Pixabay