在科技界，量子计算机一直被视为下一代计算的革命性技术，以其在处理速度和效率上的巨大潜力而备受期待。然而，一项新的研究揭示了一个令人意外的事实：经过优化的经典计算机算法能够有效地模拟量子计算，这表明经典计算的进步可能弥补了通往量子计算潜力的鸿沟。
这项研究强调了实现量子优越性的复杂性，并突出了计算进步的多方面方法。研究人员采用了一种创新的方法来提高传统计算的速度和准确性。量子计算机被认为能够在速度和内存使用上超越经典计算，这可能为以前不可能的物理现象预测铺平了道路。许多人将量子计算的兴起视为从经典或传统计算的范式转变。
传统计算机以数字比特（0和1）的形式处理信息，而量子计算机则使用量子比特（qubits）来存储介于0和1之间的量子信息。在某些条件下，这种处理和存储qubits的能力可以用来设计出远远超越经典算法的量子算法。特别是，量子计算能够在0和1之间的值中存储信息，这使得经典计算机难以完美模拟量子比特。
然而，量子计算机也有其挑战，包括信息丢失。即使能够避免信息丢失，将其转化为经典信息——这是得出有用计算结果所必需的——也是很困难的。经典计算机则不受这两个问题的困扰。此外，巧妙设计的经典算法可以进一步利用信息丢失和转化为经典信息的双重挑战，以比之前认为的更少的资源模仿量子计算机。
科学家们的研究结果表明，经典计算可以重新配置，以比最先进的量子计算机更快、更准确地执行计算。这一突破是通过一个只保留量子状态中部分信息的算法实现的——这足以准确计算最终结果。
纽约大学物理系助理教授、论文作者之一的Dries Sels解释说：“这项工作表明，有许多潜在的途径可以改进计算，包括经典和量子方法。此外，我们的工作突出了用易出错的量子计算机实现量子优势的困难。”
为了优化经典计算，Sels和他的同事在西蒙斯基金会专注于一种张量网络，这种网络忠实地表示了qubits之间的相互作用。这些类型的网络以前难以处理，但最近该领域的进步现在允许这些网络使用从统计推断中借鉴的工具进行优化。Flatiron研究所的Joseph Tindall表示：“选择不同的张量网络结构相当于选择不同形式的压缩，就像你的图片有不同的格式。我们正在成功开发能够处理更广泛不同张量网络的工具。这项工作反映了这一点，我们相信我们很快将进一步提高量子计算的标准。”
参考资料：DOI： 10.1103/PRXQuantum.5.010308
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