兩種量子計(jì)算機(jī)首次面對面較量

據(jù)《科學(xué)》雜志官網(wǎng)21日報(bào)道，美國馬里蘭大學(xué)物理學(xué)家克瑞斯·門羅開展了一場別開生面的研究：讓兩種完全不同技術(shù)類型的量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行比賽，看它們在運(yùn)行同一種邏輯運(yùn)算中誰會戰(zhàn)勝對手。結(jié)果顯示它們各具優(yōu)勢，一種更加可靠準(zhǔn)確，另一種速度更快。這一研究意義重大，不僅首次實(shí)現(xiàn)不同量子計(jì)算機(jī)的正面“較量”，還標(biāo)志著這一技術(shù)已經(jīng)走向成熟。相關(guān)研究論文發(fā)表在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv上。

兩種量子計(jì)算機(jī)分別來自門羅團(tuán)隊(duì)和IBM公司，都有5個量子位，但門羅團(tuán)隊(duì)用電磁場捕獲的5個鐿（Yb）離子創(chuàng)建，IBM公司是用超導(dǎo)性金屬形成的5個環(huán)創(chuàng)建。由于IBM量子計(jì)算機(jī)開放給用戶在網(wǎng)上對其編程，門羅團(tuán)隊(duì)因此能夠設(shè)計(jì)這次開創(chuàng)性實(shí)驗(yàn)。

在實(shí)驗(yàn)中，門羅團(tuán)隊(duì)讓每種量子計(jì)算機(jī)運(yùn)行了一系列標(biāo)準(zhǔn)算法，然后進(jìn)行比較。結(jié)果，IBM超導(dǎo)計(jì)算機(jī)雖然運(yùn)算更快，但離子型計(jì)算機(jī)答案正確率更高，在一項(xiàng)特別任務(wù)中，離子計(jì)算機(jī)的成功率達(dá)到77.1%，而IBM超導(dǎo)計(jì)算機(jī)只有35.1%。業(yè)內(nèi)人士分析認(rèn)為，原因在于連接方式的不同，離子計(jì)算機(jī)5個位點(diǎn)兩兩互聯(lián)，更能實(shí)現(xiàn)信息共享；而IBM的連接方式是，4個位點(diǎn)與另一個中心位點(diǎn)分別相連，在處理信息中更易出錯。

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只有0和1兩個位，而量子位完全不同，是一種雙態(tài)量子系統(tǒng)，每個量子位保存的信息不再僅僅是0或1，還可以是0和1的疊加：00、01、10、11，因此從理論上來說，計(jì)算能力超級強(qiáng)大。之前的量子計(jì)算機(jī)研究，只能通過與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)比較展示其強(qiáng)大性能，但這次新研究具有重大象征意義：直接比較不同量子計(jì)算機(jī)性能，優(yōu)勝劣汰，從中挑出最優(yōu)質(zhì)的一款，這在未來會更加普遍。（記者聶翠蓉）