怎样减少量子计算机局部噪音,计算噪声量子计算机上分子的性质

今天设想的大型纠错量子计算机可能需要几十年的时间，但专家们正在积极尝试使用现有和近期量子处理器解决有用问题的方法，尽管由于错误或“噪音”造成了限制。

设想的关键是模拟分子特性。从长远来看，这可以带来材料改进和药物发现的进步。但是没有嘈杂的计算混淆结果。

现在，弗吉尼亚理工大学化学和物理学研究人员通过设计一种能够更有效地计算嘈杂量子计算机上分子特性的算法，进行了量子模拟。弗吉尼亚理工大学理学院的教授Ed Barnes，Sophia Economou和Nick Mayhall最近在Nature Communications上发表了一篇论文，详细介绍了这一进展。

预计量子计算机能够比当今使用的“经典”计算机更有效地执行某些类型的计算。它们类似于传统计算机，因为它们通过将逻辑门序列 - 在这种情况下，“量子门”(它们一起形成量子电路)应用于信息位来运行算法。对于今天嘈杂的量子计算机来说，问题是如此多的噪声会在电路中累积，计算会降低并使后续计算不准确。科学家们很难设计出既短又精确的电路。

弗吉尼亚理工大学的团队通过开发一种以迭代方式增长电路的方法来解决这个问题。“我们从一个最小的电路开始，然后随着逻辑门在短路之后添加逻辑门，直到计算机找到解决方案来增长它，”化学系助理教授Mayhall说。

该算法的第二个主要优点是Barnes，Economou和Mayhall设计它可以根据模拟的分子系统进行自我调整。不同的分子将决定他们自己的电路，为他们量身定制。