印度科学研究所Aniket Majumdar 量子电路
不同的层对应不同的误差容限，底层具有最小的误差容限
信用:作者/物理评论信 量子电路是量子计算机的组成部分，它利用量子力学效应来完成任务
它们比当今电子设备中的经典电路更快、更精确
然而，在现实中，没有一个量子电路是完全没有错误的
世界各地的科学家都对最大化量子电路的效率非常感兴趣
印度科学研究所的研究人员现在已经用数学模拟方法解决了这个问题
他们设计了一种算法来明确计算所需的计算资源数量，并对其进行优化以获得最大效率
“我们能够[理论上]构建最高效的电路，并降低一个巨大因素所需的资源量，”国际空间科学中心高能物理副教授、发表在《物理评论快报》上的论文的相应作者阿尼达·辛哈说
研究人员还提出，这是量子电路可能达到的最大效率
优化量子电路效率在许多领域都很有用，尤其是量子计算
量子计算机不仅比传统计算机给出更快、更准确的结果，而且更安全——它们不会被黑客攻击，这使得它们有助于防范数字银行欺诈、安全漏洞和数据盗窃
它们还可以用来处理复杂的任务，如优化运输问题和模拟金融市场
经典电路由通用逻辑门(如与非门和或非门)组成，每个逻辑门都对输入执行预定义的操作以产生输出
“类似地，也有制造量子电路的通用量子门
事实上，大门的效率并不是100%。每个门的输出总是有一个错误
而那个错误是无法消除的；辛哈的博士普拉蒂克·南迪说:“它只是不断增加电路中使用的每一个门
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学生和论文的合著者
最有效的电路不能最小化输出误差；相反，它最大限度地减少了获得相同产出所需的资源
“所以问题归结为:给定净误差容限，构建量子电路所需的最小门数是多少？”南迪说
2006年，由昆士兰大学前教职员工迈克尔·尼尔森(Michael Nielsen)领导的一项研究表明，计算达到最大效率的门的数量相当于在体积为V的数学空间中找到两点之间距离最短的路径
2016年的一项独立研究认为，这个数字应该与V成正比
辛哈说:“我们回到尼尔森最初的工作，结果发现他的门计数没有给你一个V的变量，而是随着V2而变化。”
他和他的团队概括了这项研究的假设，并引入了一些修改来解决优化问题
“我们的计算显示，最小数量的门确实与体积成正比，”他说
令人惊讶的是，他们的结果似乎也将效率优化问题与弦理论联系起来，弦理论是一个著名的想法，试图结合重力和量子物理来解释宇宙是如何工作的
辛哈和他的团队认为，这种联系可以证明有助于科学家解释涉及重力的理论
他们还致力于开发描述量子电路集合的方法，以计算某些现有方法无法在理论上模拟的实验量
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