砺道智库 2024-04-01 09:02 北京

据国家防务网日前报道，美国国家情报总监办公室的研究部门启动了一项新计划，以更好地了解先进量子计算方法带来的机遇和挑战。

美国情报高级研究计划局新纠缠逻辑量子位（ELQ）项目的项目经理迈克尔·迪·罗莎（MichaelDiRosa）表示，情报界的大部分工作都是通过计算机技术完成的，并且考虑到量子计算比经典系统更快地解决复杂问题的潜力，“我们确实有必要了解未来的样子以及实现它的挑战是什么。”

虽然量子位——量子计算的基本单位，与经典计算机中的位不同，可以取大于0或1的值——提供了这种令人兴奋的可能性，但它们是“不完美的系统”。迪罗莎称，“事实上，它是如此不完美，以至于如果你在裸物理量子位上运行任何算法，它可能会很快退化为噪声——最终你不会真正得到可用的输出。”

但就像经典计算机一样，“有一个纠错过程，”他说，“这绝非易事，但你实际上可以根据量子力学的规则将纠错应用于物理量子位。”

通过收集一组物理量子位来形成迪罗莎所说的逻辑量子位，该逻辑量子位将“以一种可以检测错误并允许完全量子力学纠正错误的方式运行，而不会干扰您想要保护的信息。”

然而，“为了实际运行算法，我们需要这些……逻辑量子位在量子纠缠状态下进行交互”——在这种状态下，两个系统无论相距多远都会相互连接——这是“相当大的挑战”，他说。

但如果成功纠缠，逻辑量子位可能会被用于“隐形传输过程——是的，它确实来自……‘星际迷航’页面，”他说，“但在这种情况下，它确实是……将量子信息从一个物理位置或物理系统移动到另一个地方、另一个系统的艺术术语，”所有这些都是使用“量子力学原理”完成的。

今年2月，该机构宣布已将ELQ项目的研究合同授予四所大学团队：哈佛大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、奥地利因斯布鲁克大学和澳大利亚悉尼大学。据该计划网站称，到四年计划结束时，“每个表演团队将展示四种逻辑基本状态的隐形传送，平均成功率至少为95%”。

迪罗莎表示，IARPA给团队设定了一系列限制，包括逻辑量子位必须是模块化的。

“逻辑量子位必须能够独立操作，”他说，“你把它们放在一起纠缠，然后你把它们分开，它们仍然必须是自己独立的实体。”

迪·罗莎表示，通过演示，ELQ将“告知这条道路上真正的挑战是什么”，以实现“通用容错量子计算”的最终目标。

此外，量子计算还可以处理一些“特定问题”，“因为这些问题可以构建成一种算法，充分利用这些[类型]计算原理，”他说，“你可能能够利用量子计算”的一些领域包括运筹学、决策和优化。

迪·罗莎表示，如果这些团队能够成功完成ELQ的高质量量子隐形传态和逻辑量子位系统表征的计划目标，“这将是一项重大成就。”