在NP完全问题上,增强型量子求解器展现出规模优势的证据

在嘈杂中等规模量子时代,实现量子优势仍是一个关键里程碑。在缺乏严格复杂性证明的情况下,“缩放优势”——即量子资源需求增长速度慢于经典对应资源——成为主要评判指标。然而,当前将量子优化算法直接应用于经典难以处理的问题时,尚未能充分展现这种优势。针对这一挑战,该研究团队开发了针对NP完全问题“三取一布尔可满足性问题”的增强型量子求解器,提出了一种限制空间缩减算法(RSRA),通过实现最优搜索空间维度,同时降低了各类量子求解器的量子比特需求和时间复杂度。对多达65个变量问题实例的广泛数值研究表明,基于量子近似优化算法(QAOA)和量子绝热算法(QAA)的增强型求解器性能超越最先进经典求解器,其中QAA求解器不仅为该方法提供下界,更展现出缩放优势。此外,研究人员在13量子比特超导量子处理器上实验实现了这些增强求解器,验证了理论预测的性能提升。这些成果为NP完全问题提供了量子加速的首个实证证据。

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