近日，中国科学技术大学等提出了基于关联量子自旋系统的新型量子储层计算方法，并通过实验首次证明，在处理真实世界的时间序列预测任务时，量子机器学习的性能可以超越经典神经网络模型。
量子计算被认为是突破经典计算局限、解决复杂问题的重要途径。近年来，量子计算已在若干特定基准问题上展现出超越经典方法的优越性，但将这种优势拓展到具有现实意义的实际任务中，仍是当前国内外亟待解决的问题。特别是，较多量子算法依赖精密设计的复杂量子线路，而在当前含噪声中等规模量子（NISQ）设备上，这类深层线路往往受到操作误差累积、相干时间有限等实验条件制约，导致面向实际应用的量子优势难以落地。
研究团队基于量子储层计算这一机器学习框架，协同利用自旋相互作用与弛豫过程，并引入时间复用测量，提出并实验实现了适用于自旋体系的时序信息处理新方案。在该方案中，时序信号通过射频脉冲编码到高维量子态中，借助自旋网络内禀的纠缠动力学进行信息处理，无需人为构造复杂量子线路，从而降低实验调控难度。团队进一步将通常被视为负面因素的弛豫过程转化为可利用的计算资源，为处理时序信息提供了必要的短期记忆能力。此外，在不增加额外硬件负担的情况下，时间复用测量提高了信息提取效率，进一步释放小规模量子系统的计算潜力。
基于此，团队在核磁共振量子平台上，构建了由9个耦合自旋组成的量子储层系统。在NARMA时序基准测试中，实验结果达到现有量子实验最优水平，预测误差较此前降低1至2个数量级。在多步天气预测任务中，该量子储层展现出良好的预测能力，其精度能够达到甚至超越10000节点经典储层网络的水平。这表明，量子机器学习在现实任务上能够超越大规模的经典网络模型，突破了以往仅停留在数值模拟与合成数据验证的局限。
这一研究为发展低能耗、高维度、面向真实场景的量子人工智能提供了可行的实验范式，也为探索NISQ时代量子技术的实用化开辟了新方向。
相关研究成果在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。研究工作得到科学技术部和国家自然科学基金委员会等的支持。
（a）量子储层计算示意图；（b）单步气温预测实验结果；（c）经典网络与量子储层在多步预测中的性能对比
记者10日从昆明理工大学冶金与能源工程学院获悉，该院华一新教授团队近日在低共熔溶剂回收废旧锂离子电池领域取得重要研 中国教育报-中国教育新闻网讯（通讯员 廖钗勤 记者 蒋亦丰）最近，浙江省海宁市黄湾镇中心幼儿园举办了一场趣味盎然的“重走长征路”活动。活动中，幼儿们身着迷彩短袖，手拿地图，兴致勃勃地扫“地雷” 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 黄星）日前，福建省福州市委教育工委书记、市教育局党组书记、局长游昕一行赴闽侯第一中学开展食品安全专项督导工作，并在学校陪餐。游昕一行深入学校的食堂后厨 教育部办公厅关于做好“优师计划”师范生就业工作的通知教师厅函〔2024〕22号各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局，部属师范大学：为贯彻落实《中共中央 国务院关于弘扬教育 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 董鲁皖龙）11月10日，由浙江大学医学院、浙江大学“一带一路”国际医学院共同主办的2024求是医学教育论坛在杭州召开。本届论坛以“AI赋能医学教育”为主题，国内 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 董鲁皖龙 通讯员 于泓超）近日，湖州职院建筑工程学院收到喜讯，该院4位学生组成的市政数字化技术创新团队在2024年世界职业院校技能大赛总决赛争夺赛—高职组土 。本文链接：研究首次实验展示实用量子优势http://www.sushuapos.com/show-12-2827-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 传承西迁精神 服务强国建设
下一篇： 科学家证实磁星射电活跃期演化规律可重现