英國劍橋, 2021年7月22日 /美通社/ -- 在一項可能開創新的行業標準的開發中，劍橋量子 (CQ) 科學家們(men)開(kai)發了一種新(xin)的算(suan)法，以解決企業和行業中(zhong)普遍存在的如(ru)旅行銷售員、車輛路徑或(huo)作業車間調度(du)等組合(he)優化問(wen)題，使用了近期(qi)量子計(ji)算(suan)機(ji)。

像這樣的數學(xue)難題處于現實世界中諸如設計(ji)(ji)制造流程、灌裝運(yun)輸卡(ka)車或(huo)規劃噴(pen)氣式(shi)客機航線等(deng)眾多優(you)化挑戰的核心。隨著現代(dai)全球企業的自動化水平逐年(nian)提高，即使(shi)在最強大(da)的傳統(tong)計(ji)(ji)算機上運(yun)行(xing)的優(you)化算法(fa)也(ye)不得不以準(zhun)確度換取速度。

在預印庫arXiv上發表的這篇論文中，CQ的科學家們引入了濾波變分(fen)量(liang)子特征求解器 (F-VQE)，以使(shi)組合優化(hua)(hua)更有(you)效。采用Honeywell System Model H1量(liang)子計算機(ji)的這種(zhong)新方法(fa)，優于現有(you)的“黃金(jin)標準”算法(fa)：如(ru)量(liang)子近似優化(hua)(hua)算法(fa) (QAOQ) 和原來的變分(fen)量(liang)子特征求解器 (VQE)，使(shi)一(yi)個好的解決(jue)方案速度得到10至100倍的跨(kua)越。

這(zhe)篇論文由CQ的研(yan)究團(tuan)隊撰寫，其中(zhong)包(bao)括Michael Lubasch博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)、David Amaro博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)、Carlo Modica博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)、Matthias Rosenkranz博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)和Marcello Benedetti博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)。這(zhe)些(xie)科學(xue)家是CQ機器學(xue)習和量子算(suan)法團(tuan)隊的成員，該(gai)團(tuan)隊由 Mattia Fiorentini博(bo)(bo)(bo)士(shi)(shi)領導。

F-VQE采用了CQ于2020年9月在本論文中發布的(de)(de)(de)一種方法(fa)，該(gai)方法(fa)展示(shi)了如(ru)何將(jiang)量(liang)子(zi)電(dian)路解(jie)構為(wei)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)電(dian)路，并使用較(jiao)少的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)位(wei)運行而不會失去量(liang)子(zi)優勢。因(yin)此(ci)，通過每次僅使用最多6硬件量(liang)子(zi)位(wei)解(jie)決了23量(liang)子(zi)位(wei)問(wen)題(ti)。CQ的(de)(de)(de)科學家們還展示(shi)了這種新方法(fa)非常適合用于嘈(cao)雜中型量(liang)子(zi) (NISQ) 時(shi)代的(de)(de)(de)機(ji)器。這些進步擴大了當今(jin)NISQ計算機(ji)所能(neng)觸及的(de)(de)(de)優化問(wen)題(ti)的(de)(de)(de)規模。

“我們(men)的(de)(de)(de)科學家們(men)正在為(wei)(wei)當今的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)計算機開發(fa)一系列可行的(de)(de)(de)方(fang)法。我們(men)希望企(qi)業(ye)和政(zheng)府更快(kuai)地為(wei)(wei)一般用途任務實現量(liang)子(zi)優(you)勢，我們(men)與大型工業(ye)合(he)作伙伴合(he)作的(de)(de)(de)經(jing)驗有助于深入了解當前從業(ye)人員(yuan)的(de)(de)(de)需求。“Fiorentini表示。“F-VQE相(xiang)比(bi)以(yi)(yi)前的(de)(de)(de)量(liang)子(zi)算法有獨特的(de)(de)(de)優(you)勢：它能(neng)夠(gou)更快(kuai)地找到(dao)出色的(de)(de)(de)候選解決方(fang)案(an)，并更高效地使用量(liang)子(zi)硬件。F-VQE可產生變革性影響，幫助解決企(qi)業(ye)和行業(ye)中以(yi)(yi)前難以(yi)(yi)解決的(de)(de)(de)問題(ti)。”

CQ首(shou)席執行官Ilyas Khan表示：“我(wo)們的(de)科學家(jia)團隊不(bu)懈地致力于將傳統計(ji)算在現實世界中的(de)限制(zhi)和NISQ時代可獲得的(de)量(liang)子優勢之間的(de)差距(ju)縮短(duan)。他們正在制(zhi)定量(liang)子計(ji)算的(de)新標準，他們的(de)研究(jiu)將激發進(jin)一步的(de)快速(su)進(jin)步。”

Honeywell Quantum Solutions總(zong)裁Tony Uttley表示(shi)：“這一項目說明了(le)量(liang)子計算(suan)領域取得的(de)(de)令人興奮的(de)(de)進(jin)展。通過開發以更(geng)少(shao)的(de)(de)量(liang)子位完成更(geng)多工作的(de)(de)算(suan)法并(bing)在最好(hao)的(de)(de)硬件(jian)上運行，我們朝(chao)著解決現實世(shi)界問題的(de)(de)方向邁進(jin)了(le)一大步，而且比預期的(de)(de)要快。”