USC研究验证了大规模量子芯片

时间：2021-09-07 08:25:01 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