刚拿诺奖就登Nature封面!谷歌“量子回声”算法计算提速13000倍,可重复验证结果
3 天前 / 阅读约3分钟
来源:凤凰网
谷歌量子团队提出“量子回声”新算法,解决量子计算结果难确认问题,速度远超经典超级计算机。新算法在探测原子和粒子相互作用及分子结构中得到验证,有望助力药物研发和材料科学。

刚获得诺贝尔物理奖的谷歌量子团队,再登Nature封面:

提出“Quantum Echoes”(量子回声)新算法,算出来的结果还能重复验证,解决了之前量子计算结果难确认的问题。

经典超级计算机Frontier需要3.2年才能完成的计算,量子计算机仅用2.1小时就搞定,速度快了13000倍。

论文刚刚登上Nature,新晋诺奖得主、现任谷歌量子AI实验室硬件首席科学家Michel Devoret参与,还包括来自普林斯顿大学、加州大学伯克利分校、MIT等顶尖院校的研究人员,总计超过200位作者参与了这项研究。

在另一项研究中(稍后将上传到arXiv),新算法在探测原子和粒子的相互作用以及分子的结构中得到验证。

量子计算机得出的结果与传统核磁共振(NMR)的结果相符,并且揭示了通常无法从核磁共振中获得的信息。

正如望远镜和显微镜打开了新的世界的大门一样,这项实验朝着 “量子镜” 迈出关键一步,能够测量以前无法观测到的自然现象

量子计算增强的核磁共振技术有望成为药物研发领域的强大工具,助力确定潜在药物如何与其靶点结合;在材料科学领域,它也能用于表征聚合物、电池组件乃至构成量子比特的材料等新型材料的分子结构。

量子回声算法,一种可验证的量子优势

量子计算机的核心就是一种 “量子多体系统”(比如一堆纠缠的量子比特),但研究它有个大问题:

随着时间演化,量子信息会快速扩散到整个系统中,这种现象被称为”信息加扰”(scrambling)。

这时候再想通过常规方法,比如 “时序关联函数”(TOC)观察它的细节,信号会指数级消失,严重限制了人们探测量子信息的能力。

为了解决这个问题,谷歌团队提出“量子回声”算法:

先让系统正向演化,然后施加一个操作,再反向演化,如此反复。模拟时间倒流,把已经扩散的量子信息重新聚焦回来。

这次研究的主角 “非时序关联函数”(OTOC),就是这种思路的升级,它能把量子系统里不同 “演化路径” 的信号叠在一起,放大有用信息、抵消杂音。