环球精选！一种新的、更快的量子计算机类型

环球精选！一种新的、更快的量子计算机类型 - LHZ架构被发明出来

来源：cnBeta 　2022-12-18 21:24:37

在量子计算机中，量子比特（qubits）同时充当计算单元和存储器。量子信息不能像传统计算机那样被储存在存储器中，因为它不能被复制。由于这一限制，量子计算机的量子比特必须都能相互作用。这仍然是开发强大的量子计算机的一个重要障碍。

为了克服这个问题，理论物理学家沃尔夫冈-利希纳与菲利普-豪克和彼得-佐勒一起，在2015年提出了一个新的量子计算机架构。这种架构现在被称为以作者名字命名的LHZ架构。

(资料图)

"这个架构最初是为优化问题而设计的，"奥地利因斯布鲁克大学理论物理系的沃尔夫冈-利希纳回忆说。"在这个过程中，为了尽可能有效地解决这些优化问题，我们将架构缩减到最小。"

该架构中的物理量子比特编码了比特之间的相对协调，而不是代表单个比特。"这意味着不是所有的量子比特都必须相互作用了，"沃尔夫冈-莱希纳解释说。与他的团队一起，他现在已经证明这种奇偶性概念也适用于通用量子计算机。

该团队由Wolfgang Lechner（右）领导。Kilian Ender, Anette Messinger和Michael Fellner（左起）。资料来源：Erika Bettega (ParityQC)

复杂的操作被简化

奇偶性计算机可以在单个量子比特上进行两个或多个量子比特之间的操作。"现有的量子计算机已经在小范围内很好地实现了这样的操作，"沃尔夫冈-莱希纳团队的迈克尔-费尔纳解释说。"然而，随着量子比特数量的增加，实现这些门操作会变得越来越复杂。"

在《物理评论快报》和《物理评论A》的两篇文章中，因斯布鲁克的科学家们现在表明，例如，奇偶性计算机可以执行量子傅里叶变换--许多量子算法的一个基本构件--计算步骤明显减少，从而更快。

费尔纳解释说："我们架构的高度并行性意味着，例如，著名的肖尔数字因式分解算法可以非常有效地执行。"

双阶段纠错

新概念还提供了硬件有效的错误纠正。由于量子系统对干扰非常敏感，量子计算机必须不断地纠正错误。必须投入大量的资源来保护量子信息，这大大增加了所需的量子比特的数量。

同为因斯布鲁克研究小组成员的阿内特-梅辛格和基里安-恩德说："我们的模型以两阶段纠错方式运行，一种类型的错误（比特翻转错误或相位错误）被使用的硬件所阻止。在不同的平台上已经有了初步的实验方法。"

Messinger和Ender说："另一种类型的错误可以通过软件检测和纠正。这将使下一代通用量子计算机以可管理的努力得以实现。由Wolfgang Lechner和Magdalena Hauser共同创立的衍生公司ParityQC已经在因斯布鲁克与来自科学界和工业界的合作伙伴就新模型的可能实施进行合作。"

关键词：量子计算机沃尔夫冈优化问题

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