IBM 量子处理器仅用 19 秒完成百万次采样，挑战超级计算机 110 年任务

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IT之家 9 月 30 日消息，美国 BlueQubit 研究团队利用 IBM 最新的 Nighthawk r2 量子处理器完成了一项随机量子线路采样实验，仅用 19 秒就生成了 100 万个样本。BlueQubit 研究人员估计，用 Frontier 超级计算机复现同等任务约需 110 年。该实验由美国量子计算软件与云平台公司 BlueQubit 理论凝聚态物理学家 Tigran Sedrakyan 领衔。Nighthawk r2 是一款拥有 120 个量子比特的超导量子处理器，可通过 IBM 云平台访问。研究团队选取其中 61 个量子比特，运行复杂度逐步增加的随机量子线路，最多执行 40 个周期。最终，他们在 36 个周期、918 个双量子比特门的条件下找到实验所需的平衡点。在这一配置下，Nighthawk r2 仅用了 19 秒就完成 100 万次采样。这里的关键并不是量子处理器能够快速生成大量 0 和 1，而是这些结果需要符合特定量子线路产生的概率分布，这正是经典计算机难以复现的部分。随机量子线路采样（RCS）是量子计算领域用于测试量子处理器能力的一项基准任务。研究人员让量子比特按照随机选择的操作进行多轮演化并产生纠缠，随后反复测量，得到大量由 0 和 1 构成的结果字符串。随着量子比特数量和操作轮数增加，经典计算机计算相应概率分布的难度会迅速提高。为了估算经典计算机完成同一任务所需的计算量，研究团队使用了张量网络收缩方法。计算结果显示，复现这 100