目前已經(jīng)有不少證據(jù)表明：量子計算機可以突破傳統(tǒng)計算機的瓶頸和束縛。例如谷歌近期宣布的53-qubit的量子計算機Sycamore，傳統(tǒng)計算機需要10000年才能計算出的任務(wù)在這臺計算機上只需要3分鐘20秒就能完成，實現(xiàn)了“量子至上”。

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而現(xiàn)在量子領(lǐng)域又有重大發(fā)現(xiàn)，在得到Microsoft Quantum支持下一支科研團隊證明了證明量子計算機可以顯著改善計算問題的時間復(fù)雜度。在一篇名為《淺量子電路和無約束扇形淺經(jīng)典電路之間的指數(shù)分離》(Exponential separation between shallow quantum circuits and unbounded fan-in shallow classical circuits)的論文中，一支團隊在微軟的支持下證明了淺量子電路可以解決在淺經(jīng)典無邊界電路領(lǐng)域中無法解決的問題。

該團隊由Microsoft Quantum的高級研究員Robin Kothari，滑鐵盧大學(xué)的Luke Schaeffer(也在Microsoft Quantum實習(xí))，麻省理工學(xué)院的Adam Bene Watts和加州大學(xué)伯克利分校的Avishay Tal組成。該團隊的這項重大發(fā)現(xiàn)是盧克·謝弗(Luke Schaeffer)在世界上最大的量子計算會議-量子信息處理年度會議(QIP)上提出的。

想要更好的了解這支團隊的重大發(fā)現(xiàn)，我們需要補充下量子計算上的相關(guān)知識。和傳統(tǒng)計算機處理0和1兩個位不同，量子計算機在qubit上進行，這些量子位可以在任意給定的瞬間以兩種狀態(tài)的量子疊加。為了使量子計算機能夠按需執(zhí)行，我們必須借助量子閘/量子門(Quantum Gates)對它們進行某些操作。為簡單起見，可以將這些普通邏輯門視為“且”(AND)、“或”(OR)、“非”(NOT)狀態(tài)。

普通邏輯門的組合創(chuàng)建經(jīng)典電路，而量子門的組合創(chuàng)建量子電路。在前者能夠解決后者無法解決的問題之后，先前已證明一種特殊類型的量子電路淺量子電路優(yōu)于淺經(jīng)典有界電路。

在最新研究中，淺層量子電路的尺寸要與經(jīng)典電路(淺層無界電路)的出色表現(xiàn)相提并論。團隊證明：

…淺量子電路可以解決淺經(jīng)典的無界電路無法解決的問題，除非它們使用指數(shù)級數(shù)量的量子門。

微軟希望這項新的進步能夠激發(fā)其他人冒險進入量子計算機領(lǐng)域，并在他們的幫助下找到解決實際問題的解決方案。有關(guān)一般研究和量子電路的詳細(xì)信息，請參閱博客文章。您還可以在團隊在此處發(fā)表發(fā)現(xiàn)的地方研究該論文。