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USC研究验证了大规模量子芯片

2021-05-22 12:50:03来源:

在新出版的研究中,USC的研究人员证实,量子效应确实在第一个商业量子优化处理器中发挥作用。

科学家们证明,在USC-Lockheed Martin量子计算中心的D波处理器的行为方式表现为量子力学在其工作方式中具有功能作用。演示涉及芯片128 Qubits的一个小子集。

换句话说,该设备似乎作为量子处理器运行 - 科学家们希望但需要大量测试来验证。

Quantum处理器由洛克希德马丁近两年前从加拿大制造商D-Wave购物,并位于USC Viterbi工程学院的信息科学研究所(ISI)。作为第一种类型的第一个,科学家通过其步伐的任务是确定量子计算机是否正常运行。

“使用涉及八个QUBIT的特定测试问题,我们已经验证了D波处理器使用与量子退火的过程执行优化计算[即,找到最低能量解决方案],并且与古典退火的预测不一致,“Quantum Computing Center的科学主任Daniel Lidar说,以及团队的研究人员。LIDAR在USC Viterbi和USC Dornsife的信件,艺术和科学学院举行联合任命。

Quantum退火是一种使用量子力学解决优化问题的方法 - 以足够大的规模,潜在的比传统处理器能够快得多。

全世界的研究机构构建和使用量子处理器,但大多数只有几个量子位或Qubits。

Qubits在同时编码一个和零的两个数字,而不是传统位,其可以明显地编码一个或零。该属性称为叠加,以及量子状态通过能量障碍的能力,希望在帮助未来几代D波处理器中发挥作用,最终比传统处理器更快地执行优化计算。

通过108个功能Qubits,USC的D-Wave处理器启发希望在2011年10月安装时,在Quantum Computing领域中的大量进步 - 提供它作为量子信息处理器。量子处理器可以将受害者陷入叫做扑除的现象,这扼杀了它们以量子方式行事的能力。

USC团队的研究表明,芯片实际上主要表现在很大程度上如希望,展示量子优化对较大量表的潜力。

“我们的作品似乎表明,从纯粹的物理观点来看,量子效应在D波处理器中的信息处理中发挥了功能作用,”研究论文的第一作者Sergio BoicXo表示,他在他进行了研究是ISI和Research助理教授的计算机科学家。

Boiceo和Lidar与Tymeem albash,博士学位研究助理研究员在USC Dornsife的博士学位; Federico Spedalieri,Isi的计算机科学家;尼古拉斯校长,最近的物理毕业于USC Dornsife。他们的发现发表在《自然通讯》上。

当量子计算中心的原始D波处理器的原始D波处理器时,该消息仅为两个月 - 随着雷尼尔芯片而被称为雷尼尔芯片 - 升级到新的512 Qubit Vesuvius芯片。包括磁屏蔽盒的计算中心保持寒冷(近绝对零)以保护计算机免受脱机,旨在升级,以跟上该领域的最新发展。

USC的新VESUVIUS芯片目前是D波外面唯一的操作。由谷歌拥有的第二个这样的芯片,并在加利福尼亚州迈法官场地安置NASA的AMES研究中心。预计将在今年晚些时候进行运营。

接下来,USC团队将采用VESUVIUS芯片进行试驾,使其通过与雷尼尔芯片相同的步伐。

该研究得到了美国陆军研究办公室洛克希德马丁公司(授予号码W911NF-12-1-0523),国家科学基金会(Grant Number Chm-1037992)和陆军研究办公室多学科大学研究倡议(授予数字w911nf-11-1-026)。

出版物:可编程量子退火的实验签名,“自然通信4,物品编号:2067; DOI:10.1038 / ncomms3067

图像:Shuttersock的纳米处理器