科技简讯：在能效方面量子计算机远远超过常规超级计算机

脆弱的量子比特

定义效率

找基准的难点是如何定义效率。之前研究人员通常是考虑解决问题所需的时间。在这项最新研究中，隶属于美国加利福尼亚州NASA艾姆斯研究中心、谷歌和橡树岭国家实验室的Salvatore Mandrà 及其同事认为，仅考虑时间是不充分的。Mandrà对此做了一个直观的类比：“一个在单核处理器上要用1小时来解决的问题，在双核处理器上要用30分钟，而在四核处理器上只要15分钟”。

与只考虑时间相反，Mandrà及其同事计算了NISQ和常规超级计算机解决RQC问题所需的能量。他们设计了一个名为qFlex的程序，他们认为这可能是效率最高的量子模拟器。Mandrà说，事实证明模拟的效率几乎是相等的，与所要解决的问题的细节无关。

该团队在艾姆斯（Ames）的Electra超级计算机和橡树岭（Oak Ridge）的Summit超级计算机上运行了qFlex 程序。其中Summit是世界上最强大的超级计算机。他们计算了两台超级计算机在执行计算任务时所消耗的能量，并将其与NISQ所使用的能量进行了比较。研究人员发现，运行他们的qFlex程序，在Electra上要用97兆瓦时，在Summit上用21兆瓦时，而在NISQ上可以仅用4.2×10-4兆瓦时就能解决。对比美国家庭的年平均用电为11兆瓦时，你就能给这些数字一个更直观的认识了。

加拿大滑铁卢圆周理论物理研究所的丹尼尔·戈特斯曼（Daniel Gottesman）说：“很多文章都在开发经典算法来模拟量子系统，因为周围有很多物理学家们所关心的量子系统”。“对量子优势的特别关注很可能持续数年的时间，但此后我们很可能会假设我们已经拥有了比传统计算机更好的量子计算机，那么用经典算法模拟量子计算机的想法就相形见绌了。”

《量子科学与技术》对此研究进行了详述。