布里斯托大學(xué)和量子初創(chuàng)公司Phasecraft的研究人員進(jìn)行了先進(jìn)的量子計(jì)算研究，使實(shí)用的混合量子經(jīng)典計(jì)算更近了一步。

由布里斯托爾研究員和Phasecraft聯(lián)合創(chuàng)始人Ashley Montanaro博士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了算法和分析，這些算法和分析極大地降低了解決超越傳統(tǒng)計(jì)算甚至超級(jí)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的問題所需的量子硬件能力。

在發(fā)表在《物理評(píng)論》 B上的論文中，研究小組演示了優(yōu)化的量子算法如何在近期硬件上解決臭名昭著的費(fèi)米-哈伯德模型的實(shí)例。

Fermi-Hubbard模型在凝聚態(tài)物理中具有至關(guān)重要的作用，它是一種用于高度相關(guān)材料的模型，也是理解高溫超導(dǎo)性的途徑。

據(jù)預(yù)測，找到費(fèi)米-哈伯德模型的基態(tài)是近期量子計(jì)算機(jī)的最早應(yīng)用之一，并且為理解和開發(fā)新型材料提供了一種途徑。

Phasecraft的研究負(fù)責(zé)人和聯(lián)合創(chuàng)始人Ashley Montanaro博士說：“量子計(jì)算在材料科學(xué)和其他領(lǐng)域具有至關(guān)重要的應(yīng)用。盡管最近在量子硬件方面取得了重大進(jìn)展，但距離解決量子計(jì)算中有意義的問題所需的正確軟件和硬件還有一段距離。我們的研究集中在算法和軟件優(yōu)化上，以最大化量子硬件的容量，并使量子計(jì)算更接近現(xiàn)實(shí)。

近期的量子硬件將具有有限的設(shè)備和計(jì)算規(guī)模。Phasecraft應(yīng)用了新的理論思想和數(shù)值實(shí)驗(yàn)，對(duì)解決費(fèi)米-哈伯德模型的不同策略進(jìn)行了非常全面的研究，著眼于在不久的將來最有可能產(chǎn)生最佳結(jié)果和影響的策略。

在這項(xiàng)研究中發(fā)揮了關(guān)鍵作用的數(shù)學(xué)學(xué)院和量子工程博士培訓(xùn)中心的博士生Lana Mineh說：“研究結(jié)果表明，對(duì)門深度大大小于一千的量子電路進(jìn)行了優(yōu)化?？赡茏阋越鉀Q費(fèi)米-哈伯德模型實(shí)例的問題，而超出了當(dāng)前超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。這項(xiàng)新研究顯示出在近期量子器件上產(chǎn)生模型基態(tài)的巨大前景，將先前的研究結(jié)果提高了約10倍。”

由美國物理學(xué)會(huì)出版的《物理評(píng)論B》是凝聚態(tài)物理的頂級(jí)專業(yè)雜志。經(jīng)過同行評(píng)審的研究論文也被選為《編輯建議》，并出現(xiàn)在《物理學(xué)》雜志上。

馬里蘭大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系和高級(jí)計(jì)算機(jī)研究所教授安德魯·柴爾德斯(Andrew Childs)：“費(fèi)米-哈伯德模型是凝聚態(tài)物理的主要挑戰(zhàn)，Phasecraft團(tuán)隊(duì)已采取了令人印象深刻的步驟來展示量子如何電腦可以解決。他們的工作表明，令人驚訝的是，低深度的電路可以提供有關(guān)該模型的有用信息，從而使現(xiàn)實(shí)的量子硬件更易于訪問。”

Google量子人工智能實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Hartmut Neven：“遲早，量子計(jì)算將會(huì)來臨。開發(fā)算法和技術(shù)以支持早期量子計(jì)算硬件的首次商業(yè)應(yīng)用是該領(lǐng)域面臨的最嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，幾乎沒人愿意承擔(dān)。我們很榮幸能與Phasecraft成為合作伙伴，Phasecraft的一個(gè)團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)量子軟件方面的先進(jìn)技術(shù)，可以將這一時(shí)間期限縮短數(shù)年。”

Phasecraft聯(lián)合創(chuàng)始人Toby Cubitt博士：“在Phasecraft，我們領(lǐng)先的量子理論家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研究和應(yīng)用了量子理論數(shù)十年，領(lǐng)導(dǎo)著該領(lǐng)域的一些頂級(jí)全球?qū)W術(shù)團(tuán)隊(duì)和研究。今天，Ashley和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)展示了一些方法，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)超越當(dāng)今技術(shù)范圍的新可能性。”

Phasecraft已經(jīng)完成了創(chuàng)紀(jì)錄的種子輪融資，獲得了英國一家量子公司的種子輪融資，該輪融資來自370萬英鎊的私人投資，該投資由LocalGlobe與Episode1以及之前的投資者共同投資。Songkick的前創(chuàng)始人Ian Hogarth也加入了Phasecraft的董事會(huì)。Phasecraft先前在UCL Technology Fund，Parkwalk Advisors和London Co-investment Fund的牽頭下籌集了75萬英鎊的預(yù)種子輪，并獲得了InnovateUK促成的幾筆贈(zèng)款。在股權(quán)融資和研究資助之間，Phasecraft已籌集了超過550萬英鎊的資金。

Toby Cubitt博士：“有了新的資金和支持，我們能夠繼續(xù)我們的開拓性研究和行業(yè)合作，以發(fā)展量子計(jì)算行業(yè)并更快地找到有用的應(yīng)用程序。”