光子量子位挑战人工智能，无需纠错技术即可实现更准确的量子计算
作者：by National Research Council of Science and Technology
在人工智能和数据推动科学革命的时代，量子计算技术正在成为新药和新材料开发的另一个游戏规则改变者。
韩国科学技术研究院 (KIST) 量子技术中心 Hyang-Tag Lim 博士的研究团队实施了一种量子计算算法，该算法可以使用比传统方法更少的资源，以化学精度估计原子间键距和基态能量。，并且已经成功地执行了精确的计算，而无需额外的量子误差缓解技术。
工作是发表在日记中科学进步。
量子计算机的缺点是随着计算空间在当前水平上的增长，误差会迅速增加。为了克服这个问题，结合了经典计算机和量子计算机优点的变分量子本征求解器（VQE）方法应运而生。
VQE 是一种混合算法，旨在结合使用量子处理单元 (QPU) 和经典处理单元 (CPU) 来执行更快的计算。
包括 IBM 和谷歌在内的全球研究团队正在各种量子系统中研究它，包括超导和俘获离子系统。然而，基于量子位的 VQE 目前仅在光子系统中实现了最多 2 个量子位，在超导系统中最多实现了 12 个量子位，并且受到错误问题的挑战，使得在需要更多量子位和复杂计算时难以扩展。
该团队没有使用量子位，而是使用了一种更高维形式的量子信息，称为“qudit”。qudit 是一种量子单元，除了传统量子位可以表示的 0 和 1 之外，还可以具有多种状态，包括 0、1 和 2，这有利于复杂的量子计算。
在这项研究中，量子体是通过单光子的轨道角动量状态实现的，并且通过全息图像调整光子的相位可以实现维度扩展。这使得无需复杂的量子门即可进行高维计算，从而减少了错误。
该团队利用该方法通过VQE进行量子化学计算，估算了四维氢分子和16维氢化锂（LiH）分子之间的键长，首次在光子系统中实现了16维计算。
虽然 IBM、Google 和其他公司的传统 VQE 需要错误缓解技术来保证化学准确性，但 KIST 团队的 VQE 在没有任何错误缓解技术的情况下实现了化学准确性。这证明了如何用更少的资源实现高精度，显示出在分子特性很重要的行业中广泛应用的潜力。预计它还可用于解决气候建模等复杂问题。
“通过确保基于 qdit 的量子计算技术能够以更少的资源实现化学精度，我们期望它将其用于各种实际领域，例如开发新药和改进电池性能”，KIST 的 Hyang-Tag Lim 博士说。
更多信息：Byungjoo Kim 等人，使用光子轨道角动量态的基于 Qudit 的变分量子本征解算器，科学进步（2024）。DOI：10.1126/sciadv.ado3472
引文:光子量子位挑战人工智能，无需纠错技术即可实现更准确的量子计算（2024 年，11 月 21 日）检索日期：2024 年 11 月 21 日来自 https://phys.org/news/2024-11-photon-qubits-ai-enabling-accurate.html
本文档受版权保护。除了出于私人学习或研究目的的任何公平交易外，不得未经书面许可，不得复制部分内容。所提供的内容仅供参考。
关于《光子量子位挑战人工智能，无需纠错技术即可实现更准确的量子计算》的评论
暂无评论