計(jì)算機(jī)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在量子計(jì)算中，就像在團(tuán)隊(duì)建設(shè)中一樣，稍微多樣化可以幫助更好地完成工作。

與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同，基于量子的計(jì)算機(jī)中的處理過(guò)程比較嘈雜，其錯(cuò)誤率大大高于基于硅的計(jì)算機(jī)。因此，量子運(yùn)算被重復(fù)了數(shù)千次，以使正確的答案在統(tǒng)計(jì)上從所有錯(cuò)誤的答案中脫穎而出。

但是，在相同的量子位集上一次又一次地運(yùn)行相同的操作可能會(huì)生成相同的錯(cuò)誤答案，這些錯(cuò)誤答案在統(tǒng)計(jì)上似乎是正確的答案。根據(jù)佐治亞理工學(xué)院的研究人員的說(shuō)法，解決方案是對(duì)具有不同錯(cuò)誤簽名的不同qubit集重復(fù)該操作-因此不會(huì)產(chǎn)生相同的相關(guān)錯(cuò)誤。

佐治亞理工學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院的教授Moinuddin Qureshi說(shuō)：“這里的想法是產(chǎn)生各種各樣的錯(cuò)誤，這樣您就不會(huì)一次又一次看到相同的錯(cuò)誤。” D.學(xué)生Swamit Tannu。坦努說(shuō)：“不同的量子位往往具有不同的錯(cuò)誤特征。當(dāng)將來(lái)自不同集合的結(jié)果組合在一起時(shí)，即使它們各自沒(méi)有得到正確的答案，也會(huì)出現(xiàn)正確的答案。”

坦努(Tannu)將這項(xiàng)技術(shù)(稱(chēng)為“多元映射合奏”(EDM))與游戲節(jié)目《誰(shuí)想成為百萬(wàn)富翁》進(jìn)行了比較。不確定多選題答案的參賽者可以向攝影棚觀眾尋求幫助。

庫(kù)雷希說(shuō)：“觀眾中的大多數(shù)人沒(méi)有必要知道正確的答案。” “即使有20%的人都知道，您也可以識(shí)別出來(lái)。如果答案不明的人在四個(gè)不同的桶中都得到同樣的答案，那么正確的答案將獲得40%，即使只有相對(duì)較小的數(shù)字，您也可以選擇它正確的人。”

使用現(xiàn)有的嘈雜中間尺度量子(NISQ)計(jì)算機(jī)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明，與最新的映射算法相比，EDM將推理質(zhì)量提高了2.3倍。通過(guò)組合各種集合的輸出概率分布，EDM通過(guò)抑制不正確的答案來(lái)放大正確的答案。

Tannu承認(rèn)，EDM技術(shù)是違反直覺(jué)的?？梢愿鶕?jù)特定問(wèn)題類(lèi)型的錯(cuò)誤率對(duì)Qubit進(jìn)行排名，最合乎邏輯的操作方法可能是使用最準(zhǔn)確的集合。但是，即使是最佳的量子位也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，并且當(dāng)該操作完成數(shù)千次時(shí)，這些錯(cuò)誤很可能是相同的。

選擇具有不同錯(cuò)誤率(因此錯(cuò)誤類(lèi)型也不同)的qubit可以通過(guò)確保一個(gè)正確的答案超出錯(cuò)誤的多樣性來(lái)預(yù)防這種情況。

Tannu解釋說(shuō)：“研究的目的是創(chuàng)建該程序的幾個(gè)不同版本，每個(gè)版本都可能出錯(cuò)，但它們不會(huì)犯相同的錯(cuò)誤。” “只要他們犯了各種各樣的錯(cuò)誤，當(dāng)您將事情平均化時(shí)，這些錯(cuò)誤就會(huì)被消除，并給出正確的答案。”

Qureshi將EDM技術(shù)與人力資源顧問(wèn)提倡的團(tuán)隊(duì)建設(shè)技術(shù)進(jìn)行了比較。

他說(shuō)：“如果組建一支由相同背景的專(zhuān)家組成的團(tuán)隊(duì)，那么所有人可能都有相同的盲點(diǎn)。” “如果要使團(tuán)隊(duì)能夠抵抗盲點(diǎn)，請(qǐng)召集一群擁有不同盲點(diǎn)的人?？傮w而言，團(tuán)隊(duì)將受到防范特定盲點(diǎn)的影響。”

常規(guī)的基于硅的計(jì)算機(jī)中的錯(cuò)誤率幾乎可以忽略不計(jì)，約為千億分之一的操作，但是如今的NISQ量子計(jì)算機(jī)僅產(chǎn)生100次操作就產(chǎn)生錯(cuò)誤。

庫(kù)雷希說(shuō)：“這些設(shè)備實(shí)際上是早期設(shè)備，存在很多錯(cuò)誤。” “隨著時(shí)間的流逝，這種情況可能會(huì)有所改善，但是由于我們所依賴(lài)的是能量極低且缺乏穩(wěn)定性的物質(zhì)，因此我們永遠(yuǎn)無(wú)法獲得硅所期望的可靠性。量子態(tài)本質(zhì)上是單個(gè)粒子，而硅您將許多分子堆積在一起并平均其活性。

他說(shuō)：“如果硬件天生不可靠，我們就必須編寫(xiě)軟件以充分利用它。” “我們必須考慮硬件特性，以使這些獨(dú)特的機(jī)器有用。”

最初運(yùn)行數(shù)千次量子操作以獲得最初可能是正確答案的想法似乎適得其反。但是量子計(jì)算比常規(guī)計(jì)算快得多，因此沒(méi)人反對(duì)進(jìn)行數(shù)千次重復(fù)運(yùn)行。

Qureshi說(shuō)：“量子計(jì)算機(jī)的目標(biāo)不是采用當(dāng)前程序并使其運(yùn)行得更快。” “使用量子，我們可以解決即使是最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)也幾乎無(wú)法解決的問(wèn)題。擁有數(shù)百個(gè)量子比特，這超出了現(xiàn)有技術(shù)的水平，我們可以解決最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)可能需要一千年的問(wèn)題。 ”

Qureshi補(bǔ)充說(shuō)：“您不介意進(jìn)行數(shù)千次計(jì)算以獲得這樣的答案。”

量子誤差緩解方案計(jì)劃于10月14日在第52屆年度IEEE / ACM國(guó)際微體系結(jié)構(gòu)研討會(huì)上提出。這項(xiàng)工作得到了Microsoft的禮物的支持。