（文章來源：教育新聞網）

滑鐵盧大學的研究人員開發了一種方法，可以為建立用于測量量子計算機性能的通用標準鋪平道路。這種稱為循環基準測試的新方法使研究人員能夠評估可擴展性的潛力，并將一個量子平臺與另一個量子平臺進行比較。

滑鐵盧數學學院和量子計算研究所的助理教授喬爾·沃爾曼說：“這一發現對于建立性能標準和加強建立大規模實用量子計算機的努力將大有幫助。”“用于表征和糾正量子系統中錯誤的一致方法為評估量子處理器提供了標準化方法，可以公平地比較不同體系結構中的進展。”

周期基準測試提供了一種解決方案，可以幫助量子計算用戶確定競爭硬件平臺的相對價值，并提高每個平臺針對其感興趣的應用提供可靠解決方案的能力。突破是在量子計算競賽迅速升溫的同時，云量子計算平臺和產品的數量也在迅速擴大。僅在過去的一個月中，微軟，IBM和Google就發布了重要公告。

通過隨機編譯實現應用程序時，此方法確定在任何給定的量子計算應用程序下的總錯誤概率。這意味著循環基準測試提供了第一個跨平臺的方法，用于測量和比較針對用戶感興趣的應用定制的量子處理器的功能。

IQC的教師約瑟夫·愛默生(Joseph Emerson)表示：“由于Google最近在量子至上方面取得了成就，我們現在處于所謂的“量子發現時代”的曙光。這意味著容易出錯的量子計算機將為有趣的計算問題，但其解決方案的質量無法再由高性能計算機驗證。

“我們很高興，因為循環基準測試為在這個新的量子發現時代提供了改進和驗證量子計算解決方案的急需解決方案。”艾默生和沃爾曼創立了IQC衍生公司Quantum Benchmark Inc.，該公司已經將該技術授權給了幾家世界領先的量子計算提供商，包括Google的Quantum AI。

借助量子力學，量子計算機從根本上提供了更強大的計算方式。與傳統或數字計算機相比，量子計算機可以更有效地解決某些類型的問題。但是，量子位(量子計算機中的基本處理單元)非常脆弱。系統中的任何缺陷或噪聲源都可能導致錯誤，從而導致在量子計算下產生錯誤的解。

只有一個或兩個量子位來獲得對小型量子計算機的控制，這是更大，更雄心勃勃的努力的第一步。更大的量子計算機可能能夠執行越來越復雜的任務，例如機器學習或模擬復雜的系統以發現新的藥物。設計更大的量子計算機具有挑戰性。隨著量子位的增加和量子系統的擴展，誤差路徑的頻譜變得更加復雜。

表征量子系統會產生噪聲和誤差的輪廓，指示處理器是在執行任務還是在執行計算。要了解任何現有量子計算機對復雜問題的性能，或者通過減少錯誤來擴展量子計算機，首先必須對影響系統的所有重要錯誤進行特征描述。

沃斯曼，愛默生和因斯布魯克大學的一組研究人員確定了一種評估影響量子計算機的所有錯誤率的方法。他們在因斯布魯克大學的離子阱量子計算機上實現了這項新技術，發現隨著該量子計算機規模的擴大，錯誤率不會增加，這是非常有希望的結果。

Wallman說：“循環基準測試是可靠地檢查您是否在正確的軌道上擴大量子計算機整體設計的第一種方法。”“這些結果非常重要，因為它們提供了一種表征所有量子計算平臺中錯誤的綜合方法。”
（責任編輯：fqj）