柏林自由大学物理学家发布测试量子计算机质量的新方法

​（图片来源：网络）

量子技术，尤其是量子计算机，将促进未来的技术发展。科学家认为，量子计算机将帮助他们解决即使是最快的超级计算机也无法处理的问题。大型国际IT公司以及美国、中国等一直在为这项技术的开发进行大量投资。

量子计算机的物理原理与传统计算机、笔记本电脑和智能手机不同，它们更容易出错。由柏林自由大学的物理学家Jens Eisert教授领导的一个跨学科研究小组，找到了一种测试量子计算机质量的方法。相关研究已发表在科学杂志《自然通讯》上，这些科学的质量控制测试结合了物理学、计算机科学和数学的方法。

柏林自由大学（Freie Universität Berlin）著名的量子物理学家、该研究的作者Jens Eisert教授解释了这项研究背后的科学：“量子计算机基于量子力学定律工作，其中单个原子或离子被用作计算单元，也可以说是可以控制的微小物理系统。”

这些未来计算机的非凡之处在于，它的功能与我们日常对世界的认识、体验和感知截然不同。但量子计算机有一个核心弱点：当存在干扰源时，它们非常敏感。如果量子计算机没有充分屏蔽环境干扰，那么其计算就会出错，所拥有的“量子优势”会消散。

这提出了一个重要的问题：如何知道量子电路是否在正常工作？就像证明车辆是否适合上路，并测试驾驶是否安全一样，需要先测试量子电路质量。如果没有这些方法，就不会知道通过量子计算获得的结果到底有多可靠。

一个跨学科的研究团队，成员来自柏林自由大学、柏林亥姆霍兹国家研究中心、海因里希·赫兹研究所、荷兰QuSoft研究中心、阿布扎比量子研究中心、哥本哈根大学数学与量子理论中心和慕尼黑工业大学，现在已经找到了测试量子计算机质量的方法。Eisert解释说：“这种方法既简单又令人惊讶：先实现随机电路，然后以‘量子比特’输出测量结果。”这些数据提供了大量的诊断信息，可用于找出量子门的工作情况，是否存在干扰因素，是否会相互影响。

Eisert说：“比如对汽车进行检查保养时，用抹布快速擦车，同时还要检查发动机是否工作，并检查挡风玻璃刮水器、制动器是否调整正确。所有这些过程都整合到相同的测量中，这意味着全方位的诊断实际上是一并进行的。”

预计这项研究将成为一种新验证方法的基础，助力未来量子计算机具有真正的经济和科学效益。

编译：卉可

编辑：慕一

特此说明：量子前哨翻译此文仅作信息传递和参考，并不意味着同意此文中的观点与数据。

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