雷锋网 (大众号：雷锋网) AI 科技评论音讯，5 月 8 日，阿里巴巴量子实验室施尧耘团队宣布于近日成功研制以后世界最强的量子电路模仿器，名为「太章」。基于阿里巴巴集团计算平台在线集群的超强算力，「太章」在世界上率先成功模仿了 81（9x9）比特 40 层的作为基准的谷歌随机量子电路，之前到达这个层数的模仿器只能处置 49 比特。
同时，本次模仿义务只动用了阿里巴巴计算平台在线集群 14% 的计算资源。「太章」的创新算法通讯开支极小，得以充沛发扬平台在线集群的优势，在过来超级计算机上做不了的模仿义务，比方 64（8x8）比特 40 层的模仿，「太章」只需 2 分钟即可完成。
2016 年，谷歌提出经过完成二维阵列 MxN 对应的量子比特上的一类特定随机量子电路来完成量子霸权的方案，这一类特定随机量子电路通常被称为量子霸权电路。在方案中，以为当该二维阵列上的比特数 (MN) 到达 50，电路的深度（层数）抵达 40 左右，现有世界上最弱小的超级计算机也无法无效模仿这样的电路。
图 1：8x8 二维网格上一个深度为 20 的量子霸权电路对应的张量网络展现
谷歌的硬件团队希望将在 9 量子比特 1 维阵列中完成的 1% 读取误差，0.1% 单比特门误差，0.6% 两比特门误差坚持到更大规模的量子零碎来完成这样的霸权电路，并经过这个特定义务，完成量子硬件对以后世界上最弱小的经典计算资源的逾越。尔后，若干研讨团队纷繁在不同的超级计算机上对该类电路停止模仿。之前，全球最好的研讨后果尚未同时到达 50 比特 40 层。
图 2：nxn 二维网格上，计算随机电路输入每一个振幅的执行工夫与电路深度的对应关系
在量子计算目前的模型中，有一类是量子电路模型，完成方式是将信息存储在量子比特中，经过相似经典逻辑门的量子门来完成计算。达摩院量子实验室团队量子迷信家陈建鑫与实习生张放完成了一种基于散布式的通用量子电路模仿方案，并基于研讨的模仿器对谷歌第一版的随机量子电路停止了测试。
应用阿里计算平台的在线集群的大批计算资源 (14% 左右) ，实验室团队成功运用「太章」模仿器模仿了 9x9x40 也就是 81 比特 40 层随机电路，还辨别成功模仿了 100 比特 35 层（10x10x35）, 121 比特 31 层（11x11x31）与 144 比特 27 层（12x12x27）的随机量子电路。
图 3：「太章」模仿的随机量子电路规模（黑线）与谷歌量子硬件可以完成的规模 (红线) 比拟（基于谷歌在 [Characterizing quantum supremacy in near-term devices] 中对 7x7 的估量）
目前业界主流的模仿方案有两类，一类是存储量子形态的一切振幅，一类是关于恣意振幅都可以迅速计算失掉后果。第一类模仿方案，根本都在超级计算机上完成，由于存储 45 比特的量子形态需求 Petabyte 量级的内存，在存储这么少数据的同时对该量子态停止操作并停止计算，需求不时地在不同的计算节点之间交流数据，这样的通讯开支关于普通云效劳是难以接受的。
在阿里巴巴计算平台的在线集群上，实验室团队采用了第二类模仿方案，经过疾速无效的计算恣意振幅，义务拆分后可以将子义务非常平衡地分配到不同节点，极少的通讯开支使得模仿器适配如今普遍提供效劳的云计算平台。
在本研讨效果之前，关于两种模仿方案，全球尚未有研讨团队可以成功模仿谷歌超越 50 比特 40 层的第一代随机测试电路。在达摩院量子实验室团队的模仿器内还可以每 2 分钟计算 64 比特 40 层随机电路的一个振幅。
本次研讨效果也曾经以论文的方式在预印本网站 arXiv 上提交，文章并列第一作者为量子实验室量子迷信家陈建鑫与实习生张放，作者还有实习生黄甲辰和 Michael Newman 博士。
图 4：阿里巴巴「太章」模仿器与目前次要模仿器模仿谷歌随机电路的后果比拟
美国密西根大学终身教授、世界顶级量子迷信家施尧耘担任阿里巴巴量子实验室主任、首席量子技术迷信家。两次实际计算机最高奖哥德尔奖得主、匈牙利裔美国计算机迷信家马里奥·塞格德（Mario Szegedy）于往年年终也参加该实验室。
其他：
「太章」取自：《淮南子·墬形训》：「禹乃使太章步自东极至于西极，二亿三万三千五百里七十五步；使竖亥步自北极至于南极，二亿三万三千五百里七十五步。凡鸿水渊薮自三百仞以上二亿三万三千五百五十里有九渊·禹乃以息土填洪水以为名山。」
「太章」模仿器目的是用一种经典、我们能了解的方式来了解量子的运转，就跟太章徒步测量东极至西极的间隔那样。
arXiv 论文链接： https://arxiv.org/abs/1805.01450
谷歌 [Characterizing quantum supremacy in near-term d呼吁行业者在政府部门出台相关政策标准的之前，从业者一定要规范自己的行为准则健康有序的快速发展。evices]： https://www.nature.com/articles/s41567-018-0124-x
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