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《科学日报》北京2月22日电据《科学》杂志官方网站21日报道,美国马里兰大学的物理学家克里斯·门罗进行了一项独特的研究:让两台技术类型完全不同的量子计算机竞争,看谁能在运行相同的逻辑运算时击败对手。结果表明,他们有自己的优势,一个是更可靠和准确,另一个是更快。这项研究意义重大,不仅首次实现了不同量子计算机的良性“竞赛”,也标志着这项技术的成熟。相关研究论文发表在预印网站arXiv上。
这两台量子计算机来自门罗的团队和IBM,它们都有5个量子位,但是门罗的团队用电磁场捕获的5个镱离子创造了它们,IBM用超导金属形成的5个环创造了它们。因为IBM量子计算机对用户开放,可以在线编程,门罗的团队能够设计这个开创性的实验。
在实验中,门罗的团队让每台量子计算机运行一系列标准算法,然后进行比较。因此,尽管IBM超导计算机运行速度更快,但离子计算机的正确回答率更高。在一项特殊任务中,离子计算机的成功率达到77.1%,而IBM超导计算机的成功率只有35.1%。据业内人士分析,原因在于不同的连接方式。离子计算机的五个站点成对连接,可以更好地实现信息共享。然而,IBM的连接方法是四个站点分别与另一个中心站点连接,这在处理信息时更容易出错。
传统计算机只有0位和1位,量子位完全不同。它们是两态量子系统。每个量子位中存储的信息不仅是0或1,而且是0和1: 00,01,10,11的叠加。因此,理论上,计算能力是极其强大的。以往对量子计算机的研究只能通过与传统计算机的比较来展示其强大的性能,但这一新的研究具有重大的象征意义:直接比较不同量子计算机的性能,从优中选优,淘汰劣中选劣,这在未来将更加普遍。(记者聂)