D-Wave Quantum Inc.，量子计算系统、软件和服务领域的领导者，也是唯一一家同时构建退火和基于门的量子计算机的供应商，近日发表了一项经过同行评审的里程碑式研究，该研究是对相干量子退火的首次大规模演示，该研究首次展示了在 D-Wave 处理器中使用多达 2000 个量子比特的大规模可编程量子退火处理器中的量子相变动力学，这一演示超越了任何以前的可编程量子相变的规模，为模拟物质的奇异相（构成宇宙的液体、固体或气体之外的不寻常物质状态）打开了大门，否则这些相变将是难以处理的。
这篇题为“可编程 2000 量子比特伊辛链中的相干量子退火”的论文——由 D-Wave、南加州大学、东京工业大学和埼玉医科大学的科学家合作完成，发表在《自然物理学》期刊。研究表明，完全可编程的 D-Wave 量子处理器可以用作大规模相干量子动力学的精确模拟器，这证明了分离相关自旋的“扭结”模式与理想量子系统的著名薛定谔方程的精确解析解几乎完全一致，完全与外部噪声隔离。扭结的密度和间距取决于实验的速度和“量子性”等因素，单量子比特参数的测量结果显示可以准确预测 8 到 2000 个量子比特的系统行为，证明了所有尺度的量子模拟的高水平控制。
D-Wave 性能研究主管Andrew King 博士说：“从本质上讲，这些实验是根据一个非常容易理解的量子标准来衡量 D-Wave 处理器的，我们发现理论和实验之间非常一致，这让我们对我们操纵可编程量子系统的能力充满信心，无论是优化应用还是奇异的量子模拟。”
“通过在比以前认为的使用 D-Wave 的量子退火器更短的时间尺度上检查量子动力学，该实验表明这些设备可以在不受外部环境任何明显影响的情况下运行，这为模型的量子模拟打开了大门，这些模型太大而复杂，无法通过目前可用的任何其他方式进行模拟，”南方大学维特比工程教授兼南加州大学量子信息科学与技术中心主任 Daniel Lidar说。
东京工业大学创新研究所教授 Hidetoshi Nishimori 说：“这篇论文为实现相当规模的实用量子模拟铺平了道路，这些模拟是其他方法（包括经典计算）无法探索的。”
“相干性是量子计算的圣杯，通过大规模模拟没有热效应的封闭量子系统，我们可以收集对处理器计算能力的宝贵见解，从而提高为客户寻找高质量解决方案的能力，”D-Wave 首席执行官 Alan Baratz 说， “相干时间的持续进步是我们的退火和门模型计划的重要优先事项，大规模相干性的展示是向展示实际量子优势迈出的又一步，而今天的研究是朝着这一里程碑迈出的重要一步。”
这一成就的意义超出了理解一维物质中量子相变的基本科学方面，通过建立大规模量子模拟的技术基础，它为科学理解更广泛的量子材料的特性铺平了道路。
此外，Nature Physics中展示的科学成就巩固了 D-Wave 对不懈的科学创新和产品交付的持续承诺。迄今为止，D-Wave 已将五代量子计算机推向市场，并于 2022 年 6 月推出了第六代机器Advantage2的实验原型，作为公司 Clarity 的一部分，于 2021 年秋季宣布完整的 Advantage2 系统预计将在 2023 年至 2024 年推出，预计将具有 7,000 多个量子比特，采用新的量子比特设计，在新拓扑中实现量子比特之间的 20 路连接，该公司还拥有广泛的 200 多项专利组合，适用于退火和基于门的量子计算。今年早些时候，D-Wave 在美国开设了首个 Advantage™ 量子云服务，该服务位于南加州大学信息科学研究所 (ISI)的 USC-Lockheed Martin 量子计算中心 (QCC)南加州大学著名的维特比工程学院。
https://www.hpcwire.com/off-the-wire/d-wave-demonstrates-large-scale-coherent-quantum-annealing/
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