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谷歌AlphaQubit解碼器:人工智能助力量子計(jì)算糾錯(cuò)新突破

   時(shí)間:2024-11-21 16:19 來(lái)源:ITBEAR作者:任飛揚(yáng)

近期,科技界迎來(lái)了一項(xiàng)突破性進(jìn)展。據(jù)marktechpost報(bào)道,谷歌的研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一款名為AlphaQubit的量子糾錯(cuò)解碼器,借助深度學(xué)習(xí)技術(shù),為量子計(jì)算機(jī)的實(shí)時(shí)糾錯(cuò)提供了新的可能。

量子計(jì)算,盡管其潛力被廣泛看好,但始終面臨著量子波動(dòng)帶來(lái)的噪音問(wèn)題,導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤頻發(fā),這極大地限制了量子計(jì)算的發(fā)展。傳統(tǒng)的量子糾錯(cuò)方法不僅復(fù)雜,而且效率低下,難以滿足實(shí)際需求。

谷歌研究團(tuán)隊(duì)推出的AlphaQubit解碼器,則基于人工智能技術(shù),為解決這一難題提供了新的思路。該解碼器的核心在于使用循環(huán)Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),能夠高效地解碼表面碼中的錯(cuò)誤。表面碼是當(dāng)前量子計(jì)算領(lǐng)域領(lǐng)先的糾錯(cuò)方案,而AlphaQubit的出現(xiàn),無(wú)疑為其應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。

AlphaQubit的訓(xùn)練過(guò)程分為兩個(gè)階段:首先,使用合成數(shù)據(jù)進(jìn)行初步訓(xùn)練;然后,利用谷歌Sycamore量子處理器上的真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行微調(diào),以適應(yīng)真實(shí)環(huán)境中的復(fù)雜噪聲分布。這一方法不僅提高了糾錯(cuò)效率,還降低了邏輯錯(cuò)誤率。

與傳統(tǒng)的最小權(quán)完美匹配(MWPM)和張量網(wǎng)絡(luò)解碼器相比,AlphaQubit在邏輯錯(cuò)誤率方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。在距離為3和5的表面碼中,其邏輯錯(cuò)誤率分別降低至2.901%和2.748%,這一成果無(wú)疑為量子糾錯(cuò)領(lǐng)域帶來(lái)了新的希望。

除了高效的糾錯(cuò)能力外,AlphaQubit還能夠處理和利用軟測(cè)量數(shù)據(jù)。這種技術(shù)通過(guò)容易測(cè)量的輔助變量來(lái)推斷或估計(jì)難以直接測(cè)量或暫時(shí)無(wú)法測(cè)量的關(guān)鍵變量,從而提供了更豐富的信息,進(jìn)一步提高了解碼精度。AlphaQubit的循環(huán)Transformer架構(gòu)還具有良好的可擴(kuò)展性,能夠有效處理更高碼距的表面碼,為未來(lái)量子系統(tǒng)的可擴(kuò)展性提供了解決方案。

AlphaQubit的成功研發(fā),不僅證明了人工智能在量子糾錯(cuò)領(lǐng)域的巨大潛力,還為量子計(jì)算的發(fā)展注入了新的活力。隨著量子計(jì)算技術(shù)的不斷進(jìn)步,我們有理由相信,未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)將能夠更加穩(wěn)定、高效地運(yùn)行,為人類社會(huì)的科技進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn)。

 
 
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