量子霸权的新基准：能耗

谷歌在2019年9月宣布实现了量子优势，表示，其量子计算机Sycamore 可以在200秒内解决的特定问题，使用超级计算机将花费10000年的时间才能完成。

科学家认为，对于量子计算机的效率而言，仅仅通过考虑量子计算机解决问题所需的时间是不完善的。那么，除了通过时间来定义量子计算机的效率，还能够从哪个方面来展示它的量子优势呢？

位于美国加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心，谷歌和橡树岭国家实验室的研究人员为量子优势创建了一个新的评判基准，该基准是建立在能量的基础上的，通过能量的消耗，来证明在执行特定任务时，量子计算机与世界上功能最强大的超级计算机相比，哪个的更具优势。

为了验证该基准，研究人员设计了一个名为qFlex的量子模拟器，他们认为该模拟器可能是当下最高效的量子模拟器，那么，将当下最高效的量子模拟器与当下最强大的超级计算机结合在一起，他们的能耗如何呢？

实验证明，在执行相同的问题时，在Electra超级计算机上运行qFlex，消耗了97 MWh。在Summit超级计算机上运行qFlex，消耗了21 MWh。而通过量子计算机来执行，仅需4.2×1/10000 MWh 。即，量子计算机所节约的能量大约是Electra超级计算机的230000倍，Summit超级计算机的50000倍。

由此可见，即便是最强大的量子模拟器，通过在超级计算机上运行“量子模拟器”程序来解决同一问题时，量子计算机比最强大的量子模拟器更有效地解决了同一问题。该研究已于近期发表在《量子科学与技术》[1]期刊上。

参考链接：

[1] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/ab7eeb

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