新软件突破或有望推动量子计算机发展
2026年10月14日——一项研究表明,一项重大软件进展可能有助于打造更大、更可靠的量子计算机。
研究人员开发出一种算法,使现成的计算机能够运行以往只有借助全球最强大的超级计算机才可能完成的量子模拟。
该团队表示,这意味着,此前需要超级计算机才能完成的模拟,如今只需约5%的算力即可运行。
专家表示,这一进展可能使相关实验成本更低、更易开展,而这些实验对于理解当前量子计算机的局限、并为改进型设备的设计提供依据至关重要。
理论上,量子计算机能够完成远超最先进超级计算机能力的计算,但当前设备规模小、易出错,制约了其性能。
要打造更大、更可靠的量子计算机,关键在于开发出能够模拟设备在现实中如何运行的算法。然而,运行这些模拟至今需要庞大的算力,而全球仅有少数设施具备这种算力。
这一新算法由爱丁堡大学及该校下属的EPCC(英国首个国家超级计算中心)的科学家领衔的团队开发。
该团队表示,这项工作可能有助于光量子设备的研发,而这是当前学术界和产业界量子研究的多个方向之一。
该算法首次使标准计算机能够运行所谓的高斯玻色采样——一种旨在展示以光为动力的量子设备(即光子量子计算机)优越性能的模拟。
在测试中,研究人员发现,使用该算法的经典计算机在运行这些模拟方面的能力可与当前一些量子设备相当,甚至更胜一筹。
研究人员正致力于扩大该算法的应用规模,未来有望在相同算力下运行规模大得多的模拟。该团队表示,这可能使科学家能够以前所未有的精细程度模拟光子量子计算机。
这项研究发表在Science Advances期刊上,参与研究的还有来自加拿大蒙特利尔理工学院的科学家。研究得到了英国工程与物理科学研究理事会(EPSRC)和加拿大自然科学与工程研究理事会(NSERC)的支持。
领衔该研究的爱丁堡大学信息学院Raul Garcia-Patron Sanchez博士表示:“迄今,大规模量子计算电路的经典模拟是通过巧妙的算法与超算设施的密集使用相结合来实现的。我们的工作在光子量子计算设备模拟方面,显著改善了内存使用、运行时间和能耗成本,使以往全球仅少数设施才能实现的能力成为主流。”


