研究人员创建用于验证量子设备的新算法

东京大学的研究人员使用机器学习创建了一种新型算法，能够高效、准确地验证量子设备。依赖于新型量子力学行为的技术变得越来越流行，它们需要验证，因为它们具有固有的不确定性。

该研究发表在 APS Physics 上。

量子互联网

大多数专家认为，量子计算机仍处于发展的早期阶段，但量子互联网更为先进，离我们更近。为了实现这一目标，需要进行更多的研究和开发许多用于设计量子设备的工具。

这些重要工具之一是验证量子设备的算法。它由东京大学信息科学和技术研究生院的博士后研究员 Quoc Hoan Tran 和中村教授开发。

根据研究人员的说法，该设备可以使验证量子设备的行为更加高效和精确。该算法可以重构时间依赖的量子设备的工作原理，它通过学习量子输入和输出之间的关系来实现这一点。

“描述量子系统的技术基于其输入和输出被称为量子过程断层扫描，”Tran 说。“但是，许多研究人员现在报告说，他们的量子系统表现出某种记忆效应，即当前状态受到以前状态的影响。这意味着简单地检查输入和输出状态不能描述系统的时间依赖性质。你可以在每次时间变化后反复建模系统，但这将极其计算效率低下。我们的目标是接受这种记忆效应并利用它，而不是使用蛮力来克服它。”

构建算法

为了构建算法，团队使用了机器学习和量子储备计算技术。通过学习量子系统中随时间变化的输入和输出，它可以预测模式的变化。即使在以前未见过的情况下，它也可以做出这些预测。

“目前，我们的算法可以模拟某种量子系统，但假设的设备可能在处理能力和记忆效应方面有很大差异。因此，下一阶段的研究将是扩大我们算法的能力，基本上是使其更通用和更有用，”Tran 说。“我对量子机器学习方法的潜力感到兴奋，它们可能会带来什么样的假设设备。”