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DARPA开展量子计算机量化测试项目研究
2021-12-30
  【美国DARPA网站2021年4月2日报道】尽管有数百万个物理量子位的通用容错量子计算机可能要花上十到二十年才能开发成功,但量子计算研究仍在继续。量子计算机未来有望彻底变革从药物发现到先进电池再到机器学习和密码学等一系列军事和民用信息处理。但是,在向容错量子系统发展的过程中,缺少可以量化大型量子计算机实用性或革命性的有意义的指标。
  DARPA宣布开展量子基准测试项目,确定衡量量子计算进展的指标,推动当前研究朝着特定目标发展。该项目将确定可测试的量子计算关键指标,估算达到关键性能阈值所需的量子和经典计算资源。
  DARPA国防科学办公室项目经理称,该项目本质是开发量子计算标准,用于准确衡量大型容错量子计算机竞争中需重点关注的问题。二十多年来,DARPA和其他组织在开发先进量子传感和量子计算关键技术方面发挥了至关重要的作用。DARPA目前正在通过开发混合经典/中型“嘈杂”量子系统来推动量子计算机技术发展,这种量子系统在解决某些军事问题方面超越经典超级计算机。量子基准测试项目建立在这个强大的量子技术基础之上,可以创建有助于指导未来投资的标准。
为大型量子计算机的开发制定有效指标绝非易事。当前的量子计算研究都是各公司和机构独立进行,这些公司和机构对其研究严格保密。如果不能就如何量化“突破性”效用达成统一标准,就很难判断量子研究的价值。
  量子基准测试项目旨在尝试解决以下3个难题来预测量子计算机的效用:
  一是重塑关键指标。量子计算机专家不熟悉现有系统,需要组建新的团队来计算当前技术与量子能力之间的差距。数以百计的应用程序将精炼成10个甚至更少的多维指标。
  二是为量子计算机创建“风洞”来使指标可测试。研究人员需要开发出可靠的诊断方法,对传统意义上难以处理的计算进行基准测试。
  三是估算实现特定任务所需的量子计算和经典计算资源。首先,研究人员要优化和量化高级资源,类似于经典计算机的前端编译器。其次,要将高级算法映射到低级硬件,类似于经典计算机的后端编译器。最后,要优化和量化低级资源,对应于经典计算机的晶体管、门、逻辑器件、控制器和内存。
  如果该项目取得成功,将确定量子计算机开发的指导性标准。(北方科技信息研究所 刘宏亮 供稿 门宝 审核)

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