标题:量子运算进化！光子量子位元在无需纠错技术下，即可实现更准确的量子运算
新闻来源:iKnow科技产业资讯室
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在AI和数据推动科学革命的时代，量子运算技术正在成为新药和新材料开发的另一个游戏
规则改变者。
韩国科学技术研究院(KIST)量子技术中心的研究团队执行了一种量子运算算法，该演算
法在化学精度估计原子间距和基态能量，使用比传统方法更少的资源，并且已经成功地执
行了精确的计算，而无需额外的量子误差缓解技术。
量子电脑的缺点是随着运算空间在目前水准上的增加，误差也会迅速增加。为了克服这个
问题，结合了传统电脑和量子电脑优点的量子变分电路(VQE；Variational Quantum
Eigensolver)方法应运而生。
VQE是一种混合算法，旨在结合使用量子处理器(QPU) 和中央处理器(CPU)来执行更快的
计算。包括：IBM和谷歌在内的全球研究团队正在各种量子系统中研究它，包括超导和离
子阱系统。然而，基于量子位元的VQE目前仅在光子系统中实现了最多2个量子位元，在超
导系统中最多实现了12个量子位元，并且受到错误问题的挑战，使得在需要更多量子位元
和复杂运算时，难以扩展。
该团队没有使用量子位元，而是使用了一种更高维度形式的量子资讯，称为"qudit(多维
量子位元)"。 qudit是一种量子单元，除了传统量子位元可以表示的0和1之外，还可以具
有多种状态，包括0、1和2，这有利于复杂的量子运算。
在这项研究中，qudit是透过单光子的轨道角动量状态实现的，并且透过全像图调整光子
的相位可以实现维度扩展。这使得无需复杂的量子闸即可进行高维运算，从而减少了错误
。
该团队利用该方法透过VQE进行量子化学计算，估算了四维氢分子和16维氢化锂(LiH)分子
之间的键长，首次在光子系统中实现了16维计算。
虽然 IBM、谷歌和其他公司的传统VQE，仍需要错误缓解技术来确保化学准确性，但KIST
团队的VQE在没有任何错误缓解技术的情况下实现了化学准确性。这证明了如何用更少的
资源实现高精度，显示出在分子特性很重要的产业中广泛应用的潜力。预计它还可用于解
决气候建模，开发新药和提高电池性能等复杂问题，也为光子量子位元的发展找到下一个
可以突破的关键。
心得:
川普于2025年回任美国总统，将以“美国优先”为核心理念，对中国及其他国家实施更高
关税、削弱多边合作并强调产业回流。其政策可能使全球半导体业加速区域化和碎片化，
台积电等供应商面临更大压力。与拜登政府透过联盟与补贴方式抗中的策略不同，川普倾
向使用关税、出口管制等强硬手段，不仅对中国，对台湾、韩国和日本等盟友也可能造成
影响，增添全球科技供应链的不确定性。