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全球首次！我国科学家在超导量子计算平台上完成量子随机存储器的真机实现
【文/观察者网 陈思佳】
近年来，量子计算技术成为科技行业关注的焦点之一。与经典计算机相比，量子计算机以量子比特为基本信息单位，不仅可表示“0”或“1”两个状态，同时还能表示两个值任意权重的叠加，可处理的信息量极大，能够以经典计算机无法企及的速度解决复杂问题。
然而，量子计算机依然需要一种有效的方式来访问经典数据。如果没有高速数据接口，量子计算机在处理大量经典数据时的速度也会变慢。因此，打造适用于量子计算机的“高速内存”成为该领域的研究重点。
中国科学家已在这一方面取得突破。据香港《南华早报》6月5日报道，浙江大学软件学院和宁波国际科创中心联合浙江大学物理学院，在超导量子计算平台上完成了全球首次量子随机存储器（QRAM）真机实现，为QRAM规模化发展铺平了道路。
报道称，尽管科学界早已提出QRAM的理论框架，但这项技术的实验进展非常有限。在量子计算机上构建QRAM面临的主要挑战，是其结构的复杂性和脆弱性，由于电路层数和累计错误太多，往往数据读取尚未完成，量子态就已经失效。
今年3月，浙江大学的研究团队在期刊《自然·物理》发表论文，宣布取得QRAM构建的重要突破，首次在超导量子芯片上实现了QRAM架构。
QRAM在超导量子芯片上的实验实现 浙江大学物理学院网站
研究团队引入了一种高效的量子路由器门线路分解方案，有效降低了运行QRAM所需的量子线路层数。研究团队还进一步研究了噪声在QRAM架构中的传递机制，为QRAM规模化扩展过程中的抗噪性能提供了重要的实验依据。
浙江大学软件学院和宁波国际科创中心研究员卢丽强在接受《科技日报》采访时表示，研究团队在超导量子芯片上首次成功运行了能调取4位和8位数据的QRAM原型，这表明QRAM可以同时处理多个数据入口，实验测得的准确率分别达到81%和60%。
“当前量子算法在理论上很美，但真正要在量子计算机上跑起来，往往需要高效读取海量经典数据，”卢丽强说，“没有QRAM，这些应用都只能是纸上谈兵。”
尽管当前的量子计算机技术还不够成熟，QRAM技术的突破仍展现出广阔的应用前景，有望打开量子计算应用的大门。
《南华早报》举例称，在药物分子模拟中，QRAM技术可以从包含数亿条记录的数据库中，以叠加态形式迅速提取分子的拓扑特征，显著缩短新药研发周期。在金融领域，QRAM可以帮助量子计算同时分析所有数据特征，在处理海量交易记录时精准检测欺诈行为。
对于人工智能领域，QRAM能够让量子人工智能充分发挥其卓越的计算能力，应对自然语言处理、图像识别等复杂的大数据任务，实现经典系统无法企及的处理规模。
如今，中国在量子计算机的研制方面也处于世界前沿水平。据微信公众号“中国科学技术大学”5月13日消息，该校潘建伟院士领衔的科研团队联合国内多家科研机构、大学，成功研制出可编程量子计算原型机“九章四号”，其针对特定问题的算力远超当前全球最快超级计算机El Capitan，成功建立了国际上最强的“量子计算优越性”。
本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
标签 量子计算- 责任编辑: 程煦
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