布里斯托大学和量子初创公司Phasecraft的研究人员进行了先进的量子计算研究,使实用的混合量子经典计算更近了一步。

由布里斯托尔研究人员和Phasecraft联合创始人Ashley Montanaro博士领导的团队发现了算法和分析,这些算法和分析极大地降低了解决经典计算领域(甚至超级计算机)无法解决的问题所需的量子硬件能力。

在发表在《物理评论》 B上的论文中,该团队演示了优化的量子算法如何在近期硬件上解决臭名昭著的费米·哈伯德模型的实例。

费米-哈伯德模型在凝聚态物理中具有至关重要的意义,它是一种用于高度相关材料的模型,也是理解高温超导性的途径。

据预测,找到费米-哈伯德模型的基态是近期量子计算机的首批应用之一,并且为理解和开发新型材料提供了一种途径。

Phasecraft的研究负责人和联合创始人Ashley Montanaro博士说:“量子计算在材料科学和其他领域具有至关重要的应用。尽管最近在量子硬件方面取得了重大进展,但距离拥有合适的软件和硬件来解决量子计算中有意义的问题可能还需要几年的时间。我们的研究集中在算法和软件优化上,以最大化量子硬件的容量,并使量子计算更接近现实。

近期的量子硬件将具有有限的设备和计算规模。Phasecraft应用了新的理论思想和数值实验,对解决费米-哈伯德模型的不同策略进行了非常全面的研究,着眼于在不久的将来最有可能产生最佳结果和影响的策略。

在这项研究中发挥了关键作用的数学学院和量子工程博士培训中心的博士生Lana Mineh说:“研究结果表明,对门深度大大小于一千的量子电路进行了优化。可能足以解决费米-哈伯德模型实例的问题,而超出了当前超级计算机的能力。这项新研究显示出在近期量子器件上产生模型基态的巨大前景,将先前的研究结果提高了约10倍。”

由美国物理学会出版的《物理评论B》是凝聚态物理的顶级专业杂志。经过同行评审的研究论文也被选为《编辑建议》,并出现在《物理学》杂志上。

马里兰大学计算机科学系和高级计算机研究所教授安德鲁·柴尔德斯(Andrew Childs):“费米-哈伯德模型是凝聚态物理的主要挑战,Phasecraft团队已采取了令人印象深刻的步骤来展示量子如何电脑可以解决。他们的工作表明,令人惊讶的是,低深度的电路可以提供有关该模型的有用信息,从而使现实的量子硬件更易于访问。”

Google量子人工智能实验室负责人Hartmut Neven:“迟早,量子计算将会来临。开发算法和技术以支持早期量子计算硬件的首次商业应用是该领域面临的最严峻挑战,几乎没人愿意接受。我们很荣幸能与Phasecraft成为合作伙伴,Phasecraft的一个团队正在开发量子软件方面的进步,可以将这一时间期限缩短数年。”

Phasecraft联合创始人Toby Cubitt博士:“在Phasecraft,我们领先的量子理论家团队已经研究和应用了量子理论数十年,领导着该领域的一些顶级全球学术团队和研究。今天,Ashley和他的团队展示了进一步接近实现当今技术范围之外的新可能性的方法。”

Phasecraft已经完成了创纪录的种子轮融资,获得了英国一家量子公司的种子轮融资,该轮融资来自370万英镑的私人投资,该投资由LocalGlobe与Episode1以及之前的投资者共同投资。Songkick的前创始人Ian Hogarth也加入了Phasecraft的董事会。Phasecraft之前曾由UCL Technology Fund与Parkwalk Advisors和London Co-invest Fund筹集了75万英镑的预种子轮,并获得了由InnovateUK促成的几笔赠款。在股权融资和研究资助之间,Phasecraft已筹集了超过550万英镑的资金。

Toby Cubitt博士:“有了新的资金和支持,我们能够继续我们的开拓性研究和行业合作,以发展量子计算行业并更快地找到有用的应用程序。”