衡量量子计算机性能的新型基准测试法出炉

科技日报北京报道，量子计算机与体育界的状元秀，这两者看似毫无交集，却都吸引了众多关注的目光。最近，在《自然物理学》上崭露头角的一项技术镜像电路方法，犹如体育界的超级新星，展现出了它的独特魅力。这种方法以其超凡的测试能力，为量子计算机的发展开启了新的篇章。它将帮助科学家发掘出最有可能催生出世界上第一台实用量子计算机的技术，对医学、化学、物理学、农业和国家安全等领域的进步产生深远影响。

量子计算机如同潜力无穷的年轻运动员，倍受评估的目光。现在，“科学家星探”们有了他们的新工具镜像电路方法，来对量子计算机的执行能力进行排名，揭示其真正的潜力和局限性。美国桑迪亚国家实验室的研究团队设计了一种新型基准测试，利用镜像电路来预测量子处理器无误运行特定程序的可能性。

过去，量子计算界通常采用随机、无序的程序来衡量性能，但这种方法往往低估了量子计算中的错误。镜像电路的出现，改变了这一局面。它就像是一系列精准计算的舞蹈，每一步都有精确的反转动作，为研究人员提供了一个更为准确的测试工具。

新的测试方法不仅能够节省时间，帮助研究人员快速评估日益复杂的机器，还能提供更直观的结果。大多数基准测试通过在量子机器和传统计算机上运行相同的指令集来检查错误，而镜像电路的输出则始终与输入保持一致或有预期的修正，使得研究人员无需长时间等待，即可立即检查量子计算机的结果。

桑迪亚量子性能实验室的计算机科学家蒂莫西普罗科特团队，在研究中发现了随机测试的不足。当错误加剧时，它们会随着程序的运行而变得更糟，就像运动员在比赛中越走越偏。而通过模拟功能程序进行的测试显示，最终结果往往比随机测试所显示的差异更大。普罗科特表示：“我们的基准测试表明，当前量子计算机的性能在结构化程序上的可变性比以前所知的要大得多。”

镜像电路方法还为科学家们深入了解如何改进当前的量子计算机提供了契机。普罗科特说：“我们的方法能够揭示关于这些特定设备所遭受错误的大量信息不同类型的错误对不同程序的影响程度不同。这是首次在多量子位处理器中观察到这些效应。”随着研究的深入，镜像电路方法有望成为推动量子计算机不断进步的强大引擎。它将引领科学家们进入一个全新的时代，开启无限可能的大门。