值得信赖的三种应对无法通过经典方式验证的量子结果的方法。有许多算法已被数学证明，量子计算机生成结果所需时间远超过经典计算机所需的合理时间。不幸的是，今天的量子计算机要么无法运行这些算法，要么只能运行经典计算机也能处理的简化版本。这使得该领域面临一个具有挑战性的问题：我们能在今天嘈杂和受限的硬件上展示量子计算机的潜力吗？这个问题比它看起来要复杂得多。如果你产生了一个超出今天普通计算机能力的结果，可能无法验证你得到了正确的结果。而且考虑到今天的量子计算机在某种程度上容易出错，得到错误结果是一个明显的可能性。此外，在缺乏量子硬件能力的数学证明的情况下，可能存在一个更好的经典算法能够超越量子硬件。这些问题促使IBM启动了一项量子优势追踪器。周四，该公司宣布了三项新的成果，称它们清楚地显示了量子优势，每个成果都采用不同的方法来克服错误和验证量子结果。"当你可以进行经典模拟时，可信计算是无关紧要的，"IBM的杰伊·甘贝塔向《阿尔斯》表示。"当你无法进行经典模拟时，可信计算是一件大事。"这些结果并没有立即的实用性，但它们暗示我们可能在朝着正确的方向前进。信任，但要验证 到目前为止，已经有许多关于量子优势的声明，至少有一个可能是有用的。但在一些引人注目的案例中，算法开发者已经开发出经过优化的算法，严重降低了这种优势，使得经典计算机重新回到同一水平。另一个问题是验证。如果你的量子计算机通过对一组操作的不同变体进行重跑生成一个统计模式，那么一个系统性错误可能会使输出产生偏差，而你无法用经典计算机进行检查。这些问题通常通过使用更少的量子比特进行简化计算并在经典硬件上验证结果来处理。如果那样可行，假定算法在使用更多量子比特时仍然能够工作。但这并不是唯一的选择。有些算法可能会产生难以计算但容易验证的结果——例如，将两个大素数的乘积进行因式分解。不幸的是，如果有人已经识别出可以在今天的硬件上运行的计算，我是未知的。 所以计算机科学家们不得不发明新方法。实际上，这正是今天的公告内容：处理今天的处理器易出错的三种创造性方法。其中一项新努力是IBM与日本理研和一家名为Qedma的小公司之间的合作，该公司开发帮助减少当前量子处理器中的错误的软件。这项工作集中于建模一个Floquet过程，其中一个系统在受到逐渐改变其行为的外部力的作用下发生振荡。想象一个因摩擦而逐渐减速的摆钟。这种过程也可以在量子系统中发生，而Qedma团队对一种名为伊辛模型的东西进行了建模，你可以把它想象成一个假设的二维磁体网格，每个磁体的方向可以影响其邻居。设置之后，方向会逐渐经历周期性翻转，以寻找一种邻近磁体具有相反方向的低能量配置。随着你增加更多的磁体，建模系统在这些翻转过程中中介状态的复杂性会增加。因此，Qedma选择了建模一个不是太大以适应现有量子硬件的系统，然后与理研合作在五年前世界上最强大的超算富岳上运行两种不同的经典算法。经典算法明确显示出有问题，因为它们随着时间的推移产生了不同的答案（一个显示净磁性平滑降低，另一个显示其增加）。在IBM量子处理器上与Qedma的错误缓解软件一起运行时，算法显示完全不同的结果：磁性逐渐降低，伴随周期性振荡。一种经典算法得到了振荡，但显示磁性增加，而另一种则在没有振荡的情况下显著加快了减少速度。为了证明这不是IBM硬件中的某种一致错误的结果，团队转而使用Quantinuum处理器并确认了其输出。他们还在至少一种量子算法中识别出一个问题：为了提高性能，它截断了一些产生振荡行为所需的项。指数级困难。