在當(dāng)今量子計(jì)算領(lǐng)域，雖然量子計(jì)算機(jī)被寄予厚望能夠超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，但現(xiàn)實(shí)面臨諸多挑戰(zhàn)。當(dāng)前技術(shù)的限制使得構(gòu)建具備量子糾錯(cuò)功能的通用數(shù)字量子計(jì)算機(jī)仍難以實(shí)現(xiàn)，主要源于現(xiàn)有技術(shù)的嘈雜性與不完善性。受經(jīng)典計(jì)算進(jìn)化歷程的啟發(fā)，一種全新的計(jì)算范式 —— 數(shù)字模擬量子計(jì)算（DAQC）應(yīng)運(yùn)而生。這種范式巧妙地將數(shù)字量子計(jì)算的靈活性與模擬量子模擬的魯棒性相融合，為量子計(jì)算的發(fā)展開辟了新的路徑。

微云全息在這一新興范式下積極探索，提出了一種高效的數(shù)字模擬量子算法專門用于計(jì)算量子傅里葉變換。量子傅里葉變換作為一種在多種相關(guān)量子算法中廣泛應(yīng)用的子程序，其計(jì)算效率與精度的提升對(duì)于整個(gè)量子算法體系的發(fā)展具有極為關(guān)鍵的意義。

在對(duì)噪聲模型進(jìn)行合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，微云全息深入研究發(fā)現(xiàn)，隨著所涉及量子比特?cái)?shù)量的逐步增加，運(yùn)用該數(shù)字模擬量子算法進(jìn)行量子傅里葉變換的保真度能夠得到顯著提高。這一成果的達(dá)成，得益于微云全息對(duì)算法編寫的深入鉆研以及對(duì)數(shù)字模擬量子計(jì)算范式的有效運(yùn)用。

微云全息在研究過程中，選取齊次全對(duì)全（ATA）兩體 Ising 模型作為 DAQC 實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)資源，并進(jìn)一步將其哈密頓量表示為非齊次 ATA 兩體 Ising 模型。通過這種方式，為算法的有效實(shí)施構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的理論框架。

為了驗(yàn)證算法的有效性與優(yōu)越性，微云全息進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)。針對(duì) 3、5、6 和 7 量子位器件的情況展開深入研究，在模擬過程中，充分考慮并引入了相互作用中的合理噪聲模型，力求使實(shí)驗(yàn)環(huán)境貼近真實(shí)的量子計(jì)算場景。此外，微云全息還運(yùn)用純數(shù)字方法和 DAQC 方法對(duì)特定狀態(tài)族進(jìn)行了全面測試。測試結(jié)果清晰地表明，理想變換與 DAQC 實(shí)現(xiàn)的變換之間的保真度隨著量子比特?cái)?shù)的上升，在質(zhì)量上明顯優(yōu)于純數(shù)字實(shí)現(xiàn)所提供的保真度。

盡管數(shù)字模擬量子計(jì)算這一新興模式自身也存在一定的噪聲源，但它成功地消除了由糾纏雙量子比特門所產(chǎn)生的誤差。這一關(guān)鍵特性使得微云全息能夠在嘈雜的中等規(guī)模量子（NISQ）時(shí)代，突破現(xiàn)有技術(shù)困境，成功實(shí)現(xiàn)相關(guān)的量子算法。這一成果充分彰顯了在當(dāng)前 NISQ 時(shí)代背景下，結(jié)合數(shù)字和模擬量子計(jì)算的混合協(xié)議極有可能成為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算領(lǐng)域 “有用量子霸權(quán)” 的一種極為明智且有效的方法。

微云全息將繼續(xù)深入探索數(shù)字模擬量子計(jì)算范式，不斷優(yōu)化相關(guān)算法，致力于推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用場景中的落地與發(fā)展，為全球量子計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步貢獻(xiàn)自身的力量，也為與各界合作伙伴攜手共創(chuàng)量子計(jì)算的輝煌未來奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。