给量子计算机跑个分?研究人员推出衡量量子计算机性能的基准测试
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【天极网笔记本频道】量子计算堪称近些年来处于科技圈前沿的“黑科技”,远超传统计算机的元算效率让量子计算机成为“未来计算”的代名词之一。我国在量子计算领域同样有很多投入。2021年10月,中科院量子信息与量子科技创新研究院科研团队在超导量子和光量子两种系统的量子计算方面取得重要进展,使中国成为世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。
网友最熟悉的量子计算机,应该就是2020年12月4日中国科学技术大学潘建伟团队成功构建的76个光子量子计算原型机“九章”。
那么九章有多强大呢?据九章开发团队介绍,当求解5000万个样本的高斯玻色取样时,九章需200秒,而截至2020年世界最快的超级计算机富岳需6亿年;当求解100亿个样本时,九章需10小时,而富岳需1200亿年。等效来看,九章的计算速度比悬铃木( 谷歌量子计算原型机,2019年9月研制完成)快100亿倍,并弥补了悬铃木依赖样本数量的技术漏洞。
尽管量子计算十分强大,但显然走向成熟应用还有很长一段距离。不过研究人员一直在推动量子计算发展。近日,美国桑迪亚国家实验室设计的一种新型基准测试,可预测量子处理器无误运行特定程序的可能性。
也就是说,研究人员推出了一个专为量子计算机准备的“跑分工具”。
据介绍,通过采用镜像电路(已发表在《自然·物理学》)这种计算机程序,可以提供更高效、准确的测试方式,用以检验量子设备的性能与准确性。
桑迪亚量子性能实验室计算机科学家蒂莫西·普罗科特团队发现,随机测试忽略或低估了错误的复合影响。当错误加剧时,它会随着程序的运行而变得更糟,就像一个走错路线的运动员,随着比赛的进行,离他应该去的地方越来越远。
普罗科特谈到:“我们的基准测试表明,当前量子计算机的性能在结构化程序上的可变性比之前已知的要大得多。“通过将我们的方法应用于当前的量子计算机,我们能够了解很多关于这些特定设备所遭受错误的信息——因为不同类型的错误对不同程序的影响程度不同。这是第一次在多量子位处理器中观察到这些效应。我们的方法是第一个大规模探索这些误差效应的工具。”
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