科技日報北京10月9日電 （記者張夢然）《自然》9日發(fā)表的最新論文中，美國科學(xué)家團(tuán)隊探索了量子回路的復(fù)雜性。他們新展示的一個量子處理器，已經(jīng)能夠執(zhí)行現(xiàn)有超級計算機(jī)無法完成的計算任務(wù)。這項實(shí)驗(yàn)屬于一個大規(guī)模深入研究的一部分，旨在調(diào)查量子處理器在背景噪聲干擾下進(jìn)行復(fù)雜計算的潛在能力，這些干擾一直是量子處理器展現(xiàn)能力時面臨的重大挑戰(zhàn)。
量子處理器是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲及處理量子信息的物理裝置。而當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息、運(yùn)行的是量子算法時，它就被稱為量子計算機(jī)。量子處理器是量子計算機(jī)中的核心部件，量子計算機(jī)依靠它進(jìn)行高速運(yùn)算、處理量子信息。
但量子處理器有一個特點(diǎn)，就是對噪聲（溫度、磁場甚至宇宙輻射等環(huán)境干擾）非常敏感。這些噪聲會嚴(yán)重干擾其在復(fù)雜任務(wù)中的表現(xiàn)，而這些任務(wù)正是經(jīng)典超級計算機(jī)無法完成、需要量子計算機(jī)“大展身手”的舞臺。較長時間以來，科學(xué)家一直很難準(zhǔn)確探測噪聲究竟會如何影響量子線路的性能。
此次，美國谷歌研究院科學(xué)家研究了量子處理器進(jìn)入復(fù)雜計算輸出領(lǐng)域的路徑。他們使用了一種被稱為隨機(jī)線路取樣的方法，來測試超導(dǎo)量子比特（量子計算機(jī)的基礎(chǔ)單元）2D網(wǎng)格的保真度。隨機(jī)線路取樣是評估量子計算機(jī)與經(jīng)典超級計算機(jī)表現(xiàn)的基準(zhǔn)。
這些實(shí)驗(yàn)展示了兩個階段之間的轉(zhuǎn)變：在第二個階段即所謂“低噪聲階段”中，研究團(tuán)隊證實(shí)了量子計算機(jī)的計算復(fù)雜性，足以超越經(jīng)典超級計算機(jī)。此外，他們還用67量子比特的“懸鈴木”（Sycamore）芯片展示了超越經(jīng)典的性能。這一實(shí)驗(yàn)和理論工作證實(shí)了存在一種穩(wěn)定的、計算上復(fù)雜的相態(tài)，這種相態(tài)可以利用當(dāng)前的量子處理器達(dá)到。
研究團(tuán)隊表示，這一發(fā)現(xiàn)增進(jìn)了人們對量子計算能力的理解。
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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