量子電腦大躍進！超越超級電腦的運算新紀元

南加州大學(USC)的研究團隊在量子運算領域取得重大突破，他們證實量子退火技術能比傳統方法更快解決複雜的最佳化問題。這項研究成果已發表在頂尖期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)上，標誌著量子運算實用化的重要里程碑。

研究團隊利用配備先進糾錯技術的D-Wave量子處理器，成功擊敗頂尖的傳統演演算法。這項突破被稱為「量子優勢」(quantum advantage)，展現量子電腦在特定複雜問題上的卓越表現。量子退火技術就像是一種更聰明的搜尋方法，能快速找到接近完美的解決方案，而非執著於追求絕對最佳解。

「量子退火的工作原理是尋找量子系統中的低能態，這些狀態對應於問題的最優或接近最優解。」該研究的通訊作者、南加大教授Daniel Lidar解釋道。這項研究改變了傳統思維，不再追求完美解答，而是專注於尋找足夠好的近似解，這種方法在現實世界中往往更具實用價值。

這種近似最佳化技術在金融、物流和機器學習等領域特別有用，因為快速獲得接近最佳解通常比耗時追求完美更為重要。研究團隊使用D-Wave Advantage量子退火處理器，並採用量子退火糾錯(QAC)技術，成功建立了1,300多個具有錯誤抑制功能的邏輯量子位元。

研究聚焦於一類源自統計物理學的二維自旋玻璃問題，這類問題模擬了無序磁性系統的複雜行為。研究人員比較了各種方法找到接近最佳解(誤差在1%以內)所需的時間，證實量子退火技術的優越性。

未來，研究團隊計劃將這項技術擴充套件到更密集、更高維度的問題，並探索在現實世界最佳化中的應用。Lidar教授表示，隨著量子硬體和錯誤抑制技術的持續改進，這種優勢還可能進一步擴大。

這項由NASA艾姆斯研究中心的Humberto Munoz-Bauza和Lidar教授共同完成的研究，獲得了美國國防高等研究計劃署(DARPA)和美國陸軍研究辦公室等機構的資助。

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