通过全栈协同设计实现容错量子计算的实用规模应用

量子计算有望在材料和分子建模领域带来革命性突破。然而,当前某些量子硬件系统在实用规模应用中的运行时间估计长达数年,使得量子计算难以实际应用。该研究团队通过整合容错量子计算(FTQC)技术栈所有关键环节的前沿创新,首次展示了量子计算机如何切实可行地助力二氧化碳减排以生产绿色能源。研究人员将量子计算的运行时间从22年缩短至仅需1天,较现有最优方案实现了7.9×10³倍的显著提速,这一突破使量子计算具有实际可行性,对现有经典计算方法形成挑战,并预测将实现运行时间的量子优势。该工作系统分析了技术栈各环节的创新如何协同促成这种加速,有力证明了容错量子计算各层级对实现量子优势的重要性。该分析方法可推广至容错量子计算相关课题及各类量子架构研究,其方法论将量子算法与具有实际积极影响的应用相连接,为可实现的量子优势提供了令人信服的证据。

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提交arXiv: 2025-10-30 06:39

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