量子计算被誉为一种在速度和内存使用方面都优于经典计算的技术,有可能为预测以前不可能的物理现象开辟道路
许多人认为量子计算的出现标志着从经典或传统计算的范式转变。传统计算机以数字比特(0和1)的形式处理信息,而量子计算机部署量子比特(量子位)来存储0到1之间的量子信息。
在某些条件下,这种以量子位处理和存储信息的能力可以用于设计大大优于经典算法的量子算法。值得注意的是,量子以0到1之间的值存储信息的能力使得经典计算机很难完美地模拟量子计算机
然而,量子计算机是挑剔的,并且有丢失信息的趋势。此外,即使可以避免信息丢失,也很难将其转换为经典信息——这对于产生有用的计算是必要的
经典计算机不存在这两个问题。此外,正如最近发表在《PRX quantum》杂志上的一篇研究论文中所报道的那样,巧妙设计的经典算法可以进一步利用信息丢失和翻译的双重挑战,以比以前想象的少得多的资源来模拟量子计算机
科学家的研究结果表明,与最先进的量子计算机相比,经典计算可以重新配置,以执行更快、更准确的计算
这一突破是通过一种算法实现的,该算法只将部分信息存储在量子态中,并且足以准确计算最终结果
“这项工作表明,有许多潜在的途径可以改进计算,包括经典方法和量子方法,”纽约大学物理系助理教授、论文作者之一Dries Sels解释道。“此外,我们的工作强调了使用易出错的量子计算机实现量子优势的难度。”
在寻找优化经典计算的方法时,塞尔斯和他在西蒙斯基金会的同事专注于一种忠实地表示量子位之间相互作用的张量网络。众所周知,这些类型的网络很难处理,但该领域的最新进展现在允许使用借鉴统计推断的工具对这些网络进行优化
作者将该算法的工作与将图像压缩成JPEG文件进行了比较,JPEG文件通过消除图像质量几乎无法察觉的信息,允许使用更少的空间存储大图像
“为张量网络选择不同的结构对应于选择不同形式的压缩,比如为图像选择不同的格式,”熨斗研究所的Joseph Tindall说,他领导了该项目。“我们正在成功地开发用于处理各种不同张量网络的工具。这项工作反映了这一点,我们相信很快我们将进一步提高量子计算的标准。”
Journal information:PRX Quantum
Provided by New York University
2024-03-12
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