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本源量子联合多家单位提出量子计算容错旋转态制备新方法
文章字数:667
本报讯(全媒体记者 韩如意)近日,本源量子计算科技(合肥)股份有限公司联合合肥综合性国家科学中心人工智能研究院、中国科学技术大学等单位的科研团队,在量子计算领域取得重要进展。
研究团队提出了一种名为“多层级横向注入”(MLTI)的创新方法,用于高效制备容错非克里福德旋转态,为大规模量子算法中的高精度旋转门实现提供了全新路径。
旋转门是量子算法中的基础操作单元,就像搭建高楼必不可少的砖块,广泛应用于数据编码、量子模拟等算法的核心环节。然而在容错量子计算框架下,高精度旋转门的实现一直面临巨大挑战——传统方法所需的量子比特资源会随着精度的提升而急剧增加,成为制约大规模量子算法落地的“拦路虎”。
研究团队提出的多层级横向注入方法,通过在逻辑比特层面构建横向注入协议,结合“魔法态泵入”等技术,实现了旋转态保真度的逐层提升,同时避免旋转角度衰减过快的问题。
数值模拟显示,与传统方法相比,MLTI方法在制备旋转态时,资源消耗随旋转角更精细呈现出下降趋势,最终稳定在极低水平,将资源开销降低数倍至数个数量级不等。这项研究为大规模量子算法卸下了一个沉重的“成本包袱”——高精度旋转门不再是难以跨越的门槛。这意味着,未来在处理量子相位估计、量子模拟等复杂任务时,将大幅节约计算资源,加速量子计算走向实际应用。此外,该方法在量子态制备、块编码等旨在解决经典数据问题的量子算法中,也展现出巨大的应用潜力,让经典数据能够更高效地输入量子计算机。该研究基于人工智能研究院科研团队项目“量子人工智能算法研究”,并得到了国家重点研发计划(青年科学家项目)以及安徽省科技创新攻坚计划的支持。
研究团队提出了一种名为“多层级横向注入”(MLTI)的创新方法,用于高效制备容错非克里福德旋转态,为大规模量子算法中的高精度旋转门实现提供了全新路径。
旋转门是量子算法中的基础操作单元,就像搭建高楼必不可少的砖块,广泛应用于数据编码、量子模拟等算法的核心环节。然而在容错量子计算框架下,高精度旋转门的实现一直面临巨大挑战——传统方法所需的量子比特资源会随着精度的提升而急剧增加,成为制约大规模量子算法落地的“拦路虎”。
研究团队提出的多层级横向注入方法,通过在逻辑比特层面构建横向注入协议,结合“魔法态泵入”等技术,实现了旋转态保真度的逐层提升,同时避免旋转角度衰减过快的问题。
数值模拟显示,与传统方法相比,MLTI方法在制备旋转态时,资源消耗随旋转角更精细呈现出下降趋势,最终稳定在极低水平,将资源开销降低数倍至数个数量级不等。这项研究为大规模量子算法卸下了一个沉重的“成本包袱”——高精度旋转门不再是难以跨越的门槛。这意味着,未来在处理量子相位估计、量子模拟等复杂任务时,将大幅节约计算资源,加速量子计算走向实际应用。此外,该方法在量子态制备、块编码等旨在解决经典数据问题的量子算法中,也展现出巨大的应用潜力,让经典数据能够更高效地输入量子计算机。该研究基于人工智能研究院科研团队项目“量子人工智能算法研究”,并得到了国家重点研发计划(青年科学家项目)以及安徽省科技创新攻坚计划的支持。