为什么量子比特门的速度与量子比特的质量如此重要？
时间：2022-04-07 20:39:01 | 来源：行业动态
时间：2022-04-07 20:39:01 来源：行业动态
IBM
对大型化学分子的模拟已经成为我们期望未来量子计算机能够稳定处理的重要任务之一。但这要求在高容错量子计算机上运行数百万个量子比特，而我们目前距离具有如此规模和算力的量子解决方案还有很长的路要走。
当下，量子计算机的运算能力仅限于小分子。以上图为例，IBM计算的是双原子氢化锂（LiH）分子的结合能。模拟完全在云端完成，并配合错误缓解机制减少错误几率。系统还使用到Qiskit Runtime以实现显着的速度加成。
整个计算过程需要在经典计算机与量子计算机之间完成48亿次量子电路传递。研究人员将这项任务定义成量子线路问题，由量子计算机进行评估，再由经典计算机更新以找寻最优解，之后把结果发回量子计算机执行新一轮运算。整个过程将不断重复，直到找出最终答案。
除了算法层面的改进之外，硬件速度与质量在减少迭代次数上也起到了至关重要的作用。处理器性能的改进能够将每次算法迭代所需要的重复电路运行次数削减至十分之一。
控制系统的质量与速度提升则有望带来更好的读出性能与更短的量子比特重置时长，将每个批量电路的执行时间由1000微秒缩短至70微秒。
最重要的是，这个案例再次凸显出速度指标在量子计算探索中的重要意义。高达48亿次量子电路运行意味着我们必须着力提升电路的可复用率。
可以看出，量子速度这项核心指标甚至直接决定着实验是否具备现实意义。如果重量比特寄存器的重置时长能控制在几微秒范围，那么实验只需几个小时就能完成；但如果重置需要几毫秒，则需要近一年的运算才能获得结果。研究人员显然不会支持那些要等上一年才有答案的模拟实验。
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