澳大利亞量子公司開發自動糾錯技術，提高量子算法在硬件上成功率
澎湃新聞記者 王蕙蓉
近日，澳大利亞量子公司Q-CTRL宣佈了最新量子自動糾錯軟件工具Fire Opal。該公司通過在超導量子計算機上的基準測試實驗表明，與業界最好的編譯軟件執行的量子算法相比，Fire Opal軟件可以使量子算法在硬件上的成功率提高9000倍。
圖片來自Q-CTRL
量子計算領域的發展需要大幅提升量子計算機的性能，使量子計算機能爲企業所用，從而解決在金融、材料科學等領域的複雜問題。
但目前大多數量子計算機依然容易出錯，阻礙了量子計算的廣泛應用。對此，Q-CTRL公司團隊找到新的途徑，通過自主研發的自動糾錯技術，大幅增加量子算法的成功率，儘可能實現量子計算機的最大性能，從而縮小市面上量子計算機所承諾的性能與它們交付給用戶的實際性能的差距。
該公司表示，從長遠來看，將量子計算機、電路優化與量子糾錯技術結合起來，將是未來實現大規模量子計算的關鍵。
Q-CTRL公司對Fire Opal軟件進行了基準測試實驗，其中包括美國量子經濟發展聯盟（QED-C）建立的Bernstein-Vazirani算法基準。在該算法中，Fire Opal軟件展示了超越其他競爭對手的計算性能。並且隨着量子計算機規模越大，性能改善程度也越高，呈指數級增長。當計算機規模達到16個量子位時，Fire Opal軟件實現了超出競爭對手9000倍的算法優勢。
Bernstein-Vazirani算法基準測試結果，圖片來自Q-CTRL
在Grover量子搜索算法（一種在量子計算機上運行的非結構化搜索算法）中，以5個量子位組成的計算機爲例，Fire Opal軟件能夠以二進制方式優化計算結果，將一個“完全錯誤”的解轉變爲正確的解。儘管在這種情況下，算法成功率只提高了大約20至30倍，但效果是顯而易見的。
作爲Q-CTRL公司的早期客戶，歐洲量子初創公司BEIT首席執行官Paulina Mazurek表示，“BEIT公司一直在探索量子算法的極限，但在硬件性能方面，我們面臨着和其他人一樣的阻礙。Fire Opal軟件在我們的研究中開闢了新的前沿領域，使我們更加接近量子優勢，在執行基礎量子算法上，獲得了比經典算法更好的結果。因此，從某種程度上說，這種軟件從根本上改善了硬件，實現了過往行業基準認爲不可能實現的結果。”
