光子计算机

一种新的方法可以确定电路是否正确执行了传统计算机无法解决的复杂操作。 为了迈向实用的量子计算，麻省理工学院、谷歌和其他地方的研究人员设计了一种系统， 可以验证量子芯片何时能够准确执行传统计算机无法完成的复杂计算。 量子芯片使用称为“量子位”的量子位执行计算，量子位可以表示对应于经典二进制位的两个状态（0或1）或两个状态的“量子叠加”。独特的叠加状态可以使量子计算机解决经典计算机几乎无法解决的问题，从而可能在材料设计，药物发现和机器学习等方面取得突破。 全面的量子计算机将需要数百万个量子比特，这尚不可行。在过去的几年中，研究人员已开始开发包含大约50至100量子位的“噪声中级量子”（NISQ）芯片。这足以证明“量子优势”，这意味着NISQ芯片可以解决传统计算机难以处理的某些算法。但是，验证芯片是否按预期执行操作会非常低效。该芯片的输出看起来可能是完全随机的，因此需要很长时间来模拟步骤以确定一切是否按计划进行。 在今天发表在《自然物理学》上的一篇论文中，研究人员描述了一种新颖的协议，可以有效地验证NISQ芯片已经执行了所有正确的量子操作。他们在定制量子光子芯片上运行的一个非常困难的量子问题上验证了其协议。 “随着工业和学术界的飞速发展，我们已经超越了能胜过传统机器的量子机器的风口浪尖，量子验证的任务变得至关重要，”电气工程和计算机科学系博士后第一作者雅克·卡洛兰（Jacques