我很高兴,我们题为《论证量子信息资源与经典信息资源之间的无条件分离》的论文终于在arXiv上发表了。这篇论文基于德克萨斯大学奥斯汀分校和Quantinuum的合作成果。同样让我激动的是,我的合著者、前博士生William Kretschmer——他领导了这个项目的理论研究,甚至编写了大部分代码——现在成了我在德克萨斯大学奥斯汀分校的同事!我的物理学同事Nick Hunter-Jones和我现在的博士生Sabee Grewal也做出了重要贡献。我特别要感谢Quantinuum团队,他们抓住了这个难得的机会来测试和展示他们的尖端硬件,并与我们这些充满热情的理论家合作,最终实现了这个目标。至关重要的是,仅仅几年前,量子计算硬件还无法做到这一点。
这是我们的摘要,我认为它足够清楚地解释了我们所做的事情,但请阅读论文以了解更多信息:
量子信息科学的一个长期目标是演示无法在经典计算机上可行地复现的量子计算。这样的演示标志着重要的里程碑:它们展示了对量子系统的精细控制,并且是实现实用量子计算的先决条件。迄今为止,量子优势已得到证实,例如通过违反贝尔不等式和基于采样的量子霸权实验。然而,这两种优势形式都存在重要的警告:贝尔测试并非计算难度高的任务,而采样实验的经典难度依赖于未经证实的复杂性理论假设。本文,我们展示了在计算任务所需信息资源方面的无条件量子优势,该优势在 Quantinuum 的 H1-1 离子阱量子计算机上实现,其平均两量子比特部分纠缠器保真度为 99.941(7)%。我们构建了一个任务,其中最节省空间的经典算法可证明需要 62 到 382 位内存,并且仅使用 12 个量子比特即可解决该任务。我们的研究结果提供了迄今为止最直接的证据,证明现有的量子处理器能够生成和操控足够复杂的纠缠态,从而达到希尔伯特空间的指数级增长。这种量子优势——我们称之为量子信息霸权——代表了量子计算的新基准,它不再依赖于未经证实的猜想。
我很高兴在评论部分回答有关这篇论文的问题。
无关公告:有些人可能已经看到,昨天的《华尔街日报》刊登了丹·卡根-坎斯(Dan Kagan-Kans)的一篇关于“‘阴谋物理学’的兴起”的文章。我采访了该文章的作者,他在以下段落中引用了这篇博客:
这种对科学权威人物的怨恨,或许正是所谓的“阴谋物理学”最吸引人的地方。大多数边缘理论都过于晦涩难懂,听众难以理解,但任何人都能理解,学术物理学不过是又一个腐败自私的机构。德国物理学家萨宾·霍森费尔德(Sabine Hossenfelder)通过攻击她的同事,吸引了172万YouTube订阅者:“你们的问题在于,你们对付钱给你们的人撒谎,”她宣称,“你们的问题在于,你们是懦夫,没有一丝科学诚信。”
在互联网的这个角落,科学家斯科特·阿伦森写道:“任何被视为‘主流建制派’的人都面临着几乎无法克服的举证责任,而任何被视为‘叛徒’的人,只要能发现主流理解中的任何漏洞,就会自动获胜。”