首個量子可擴展算法面世

英國布里斯托爾大學、量子算法初創公司Phasecraft及谷歌量子人工智能公司的研究人員開發出了第一個真正可擴展的算法，在量子計算機上揭示了強關聯電子系統的重要特性，有望催生更高效的太陽能電池。

研究人員指出，對強關聯電子系統這種形式的量子系統建模具有重要的實際意義，有助于設計新材料、開發更高效的太陽能電池，甚至研制高溫超導體等，但目前世界上最強大的超級計算機對此“愛莫能助”。費米-哈伯德模型被廣泛認為是量子計算機的一個極好的基準，因為它是最簡單的材料系統，其中包含了經典計算機無法捕捉到的重要關聯，是研究材料電子和磁性的重要方法。通過近似產生費米-哈伯德模型的最低能量(基態)，科學家們可以計算出電子系統模型的關鍵物理性質。

過去，科學家們只在量子計算機上成功地運行了高度簡化的小型費米-哈伯德模型，而在最新研究中，研究人員利用一種高效的新算法以及更好的消錯技術，成功地進行更大規模的模擬，實驗規模是此前的4倍，由10倍多的量子門組成。

Phasecraft聯合創始人、布里斯托爾大學量子計算教授阿什利·蒙塔納羅表示：“本實驗中的費米-哈伯德實例代表了使用量子計算機解決現實材料系統的關鍵一步，我們成功開發出了第一個真正可擴展的算法，可以運行費米-哈伯德模型。這尤其令人興奮，因為它表明，隨著硬件不斷改進，我們將能夠擴展算法，以利用更強大的量子計算機。”

Phasecraft高級量子工程師斯托婭·斯坦尼斯科表示：“這項實驗代表了一個新的里程碑。它告訴我們，當應用現有的最佳算法技術時，量子計算機能夠做到什么。我們可以在這項工作的基礎上，為當今的設備開發更好的算法，并為現實問題提供更好的解決辦法。”