D-Wave Quantum公司(納斯達克股票代碼:QBTS,下稱D-Wave或該公司)今日公布一項重大研究突破,推進實用、容錯閘模型量子計算之路。該公司是唯一提供退火及閘模型系統、軟件與服務的雙平台量子計算公司。這項研究已於同行評審科學期刊《自然》發表,展示一種快速、高保真度的雙量子位糾纏門,能保留D-Wave超導雙軌量子位架構的糾錯優勢。研究結果解決業界其中一個最關鍵的挑戰,即減少系統擴展時,檢測及糾正量子錯誤通常所需的大量量子及經典硬件開銷。
該論文題為《雙軌擦除量子位的糾纏門》,詳細介紹一種新的雙量子位糾纏門,這是量子計算的基本組成部分,旨在支援高效的量子糾錯。研究顯示,在雙量子位操作期間,保真度約達99.9%,閘門時間約為500納秒,這得益於原生的硬件級錯誤檢測。D-Wave的模擬結果顯示,利用這些成果,其雙軌架構可將邏輯錯誤率,在每次糾錯增量中降低超10倍,顯著減少容錯量子計算所需的物理量子位開銷。
D-Wave的雙軌閘模型量子處理器。D-Wave超導閘模型量子處理器的特寫,該處理器建基於雙軌架構,旨在硬件層面檢測量子錯誤。這種內置錯誤檢測使量子糾錯更高效,支援可擴展、容錯量子計算的實用路徑。 AP圖片
D-Wave行政總裁艾倫·巴拉茨博士指出:「閘模型量子計算最大的挑戰,並非僅僅是構建更多量子位,而是構建能夠在擴展時有效糾正錯誤的系統。」他續指:「超導量子計算機以速度見稱,但要達到可擴展、容錯系統所需的高保真度,仍然是一個挑戰。這項研究證明,我們的雙軌架構結合了快速超導操作與高保真性能,同時保留了原生的硬件級錯誤檢測。我們相信這項工作證實了我們實現商業容錯量子計算的道路是實用且可行的。」
移除容錯量子計算的主要障礙
量子資訊本質上脆弱,極易受錯誤影響,因此高效的量子糾錯對於開發可靠、容錯的閘模型量子計算機至關重要。在許多閘模型架構中,糾正這些錯誤需要大量額外的物理量子位及操作,從而產生巨大的工程複雜性、成本及性能限制。D-Wave的雙軌架構旨在創建一個有利的錯誤層次結構,其中最常見的量子錯誤亦最容易糾正。最新發表的研究表明,這種有利的錯誤層次結構在雙量子位操作期間得以保留,該技術同時保持了速度及高保真度。這些結果為可擴展的量子糾錯奠定了重要基礎,並顯著降低了硬件開銷。
D-Wave首席科學家羅伯特·斯科爾科普夫博士表示:「這項研究展示的糾纏門已整合到我們的閘模型系統中,並提供相若的性能。」他續指:「我們相信這些結果提供了有力證據,證明我們閘模型開發路線圖的核心架構原則,能夠提供實用、容錯量子計算所需的速度、保真度及糾錯效率。」
這項研究支援D-Wave最近公布的閘模型開發路線圖,該路線圖目標於2032年完成一個100邏輯量子位系統,能夠成功執行超100萬次操作。該路線圖結合了D-Wave的超導雙軌架構及集成低溫控制技術,以在系統擴展時實現更高效的錯誤檢測及感知。D-Wave的路線圖目標是將錯誤減少率(Lambda)定為10。Lambda衡量的是隨著增加更多糾錯能力,量子計算機錯誤減少的速度。Lambda為10意味著系統在每次糾錯增量中可靠性提高10倍,從而能夠以遠少於物理量子位的數量,實現容錯量子計算所需的低邏輯錯誤率。
D-Wave首席開發官特雷弗·蘭廷博士表示:「構建容錯量子計算機需要系統地解決一系列困難的科學及工程挑戰,每次成功都讓我們更接近可擴展的系統。」他續指:「這項研究展示了我們雙軌架構的其中一項基礎能力,並使我們向容錯閘模型量子計算邁進重要一步。」
這項研究進一步推進D-Wave的雙平台策略,即開發互補的退火及閘模型量子計算技術,以解決所有計算複雜問題。
關於D-Wave Quantum公司
D-Wave是量子計算系統、軟件及服務開發與交付的領導者。該公司是全球首個商用量子計算機供應商,亦是首個及唯一提供雙平台量子計算產品及服務的公司,涵蓋退火及閘模型量子計算技術。D-Wave的使命是透過其企業級系統(可於本地部署及透過其Leap™量子雲服務提供,該服務提供99.9%的可用性及正常運行時間),協助客戶實現量子技術的當前價值。商業、政府及研究領域超100個機構,均信賴D-Wave利用量子計算解決複雜的計算挑戰。了解更多關於實現量子計算當前價值,以及D-Wave如何塑造未來量子驅動的工業及社會進步。
(美聯社)