IBM 研究人員證實了量子計算機相對於經典計算機的優勢

IBM 研究人員終於在現實世界的實驗中證明了量子計算機優於經典設備——儘管目前只是在微型規模上。

儘管存在侷限性，藍色巨人的量子團隊着手探索今天的量子設備是否可以用來完成經典系統無法完成的任務。

由於量子計算仍處於起步階段，研究人員通過設計空間有限（即可用內存量有限）的微觀實驗來平衡兩種方法之間的競爭環境。

構建了兩個有限空間電路，一個是量子電路，一個是經典電路，只有一位或量子位可用於計算和結果存儲。編程到電路中的任務包括從三個輸入位中找出多數，如果超過一半的位為零則返回零，如果超過一半的位為零則返回一個。

科學家們説，這些限制使得在進行計算時可以公平地比較經典空間和量子空間的力量。

科學家們推測，經典系統配備了一個用於計算和存儲的比特，無法運行該算法。即使通過添加所謂的隨機布爾門來提高系統的計算能力，經典計算機也只有 87.5% 的成功率。

另一方面，量子設備表現更好：科學家們在理論演示中表示，完美、無噪音的量子計算機可以 100% 成功。

這是因為，與可以表示 1 或 0 的經典位不同，量子位可以同時呈現各種狀態的組合，這意味着他們可以訪問更大的價值空間。換句話説，量子空間比經典空間更有價值。

然而，該理論與現實仍有一段距離。當前的量子計算機仍然過於嘈雜，無法實現科學家在論文中展示的完美結果。但在現實生活中進行實驗時，通過校準電路以更有效地運行程序，IBM 的團隊仍然觀察到 93% 的成功率，這超過了經典系統。

藍色巨人的量子團隊聲稱這是量子優勢的世界首次展示，因為該理論得到了現實生活實驗的支持。

科學家們表示，迄今為止，研究項目關注的是證明理論量子優勢，只有當硬件足夠成熟以運行大規模程序時，才能證明這種優勢。

隨着量子硬件的改進，預計這些實驗驗證將從在單比特級別進行的測試擴展。

IBM 最近公佈了未來幾年的量子路線圖，其中包括到 2023 年建造的 1,121 量子位系統，有望在長期內創建支持超過 100 萬量子位的系統。