随着全球各地的若干探讨小组竞相构建可扩展的量子计算机，对于如何认证量子至上的实现依然存留难题。

量子至上性是描画量子计算机解决计算任务的能力的术语，关于全部经典算法来讲这皆是十分难题的。它被以为是量子计算的一种要紧路程碑，但源于量子运动的本质违背了惯例的确证，因而一直在努力寻到一个方法来声明量子至上曾经实现。

加州大学伯克利分校的探讨人士刚刚给出了一种优先的实用方案，称为随机电路采样(RCS)，这是一个及格的批准印章，其背后是繁杂性理论证据。随机电路采样是google提议的技艺，用于声明它能否曾经经过本年早些时刻公布的72比特的计算机芯片 - Bristlecone实现了量子至上 。

加州大学伯克利分校的计算机理论家在“ 当然物理学 ”杂志上发表的一篇论文中发表了它们的RCS证据作为认证方法 。

探讨最重要的探讨者Umesh Vazirani，加州大学伯克利分校电子工程和计算机科学教授Rome A. Strauch显示，“对量子至上的强有力证据的要求未被充分认识，但要紧的是要将其下降。” “除了成为有效量子计算机之路面上的路程碑之外，量子至上性是一个新的物理实验，用于测试新制度中的量子力学。全部这样的实验必需回答的根本难题是咱们有多自信，观看到的举止切实是量子的，不行用经典伎俩复制。这便是咱们的结果所解决的难题。“

对量子的投资正好升温

本文是在政府，学术界和量子消息科学产业提速运动之际。国会正好考量 量子倡议法案，上个月， 燃料部 和 科学基金会 宣告将近2.5亿美元的拨款用于扶持量子科学和技艺探讨。

与此同一时间，劳伦斯伯克利实验室和加州大学伯克利分校宣告成立 伯克利量子企业，该企业旨在提速和扩大批子消息科学的创新。

随着世界量子探讨竞争的加重以及对日渐繁杂的计算的要求的增添，风险很高。关于真实的量子计算，即便是迄今为止最快的超等计算机还不确实际的难题可能相对有用地解决。它将成为密码学中的游戏准则改变者，分子和化学相互效用的模拟以及机器学习。

量子计算机不受惯例计算机位的惯例0和1的节制。相反，量子比特或量子比特可行编码0，1和两者的全部量子叠加，以同一时间组建若干状况。

当Google推出了Bristlecone时，它显示其量子至上的经历证据将来源随机电路采样，这是一个技艺，此中设施将运用随机设计来体现得像随机量子电路。为了说服力，还须要有力的证据表达，在经典计算机上运转的经典算法没有办法模拟随机量子电路，至少在合乎道理的时间内。

检验量子重音

Vazirani的团队提到了随机量子电路的输出和英语中的一串随机音节之中的类比：即便音节不造成连贯的句子或单词，他们仍将具备英语“重音”而且可辩别地不同来源希腊语或梵语。

它们表达，经过称为“最差 - 平均 - 降低案例”的技艺繁杂性理论构造，发生具备“量子重音”的随机输出关于经典计算机来讲切实不容易。

下一步是认证量子器件实质上能否具备量子重音。这依赖于Goldilocks原理 - 一辆50-bit的机器充足大，功效强盛，但充足小，可行用经典的超等计算机模拟。假如可行认证50-qubit机器能否具备量子重音，那末这将提供强有力的证据，即100夸脱的机器，这将十分难以经典地模拟，也会这样做。

但即便经典的超等计算机被编程为具备量子口音，它能够辩别母语人员吗?伯克利探讨人士显示，认证说话人输出的独一方法是经过统算检测。google探讨人士提议经过称为“交叉熵差异”的度量来衡量配合水平。交叉熵得分为1将是理想的配合。

所谓的量子器件可行被以为体现得像添加了随机噪声的理想量子电路。Fefferman和Bouland说，交叉熵分数将声明量子重音的真正性，前提是噪声总是会增添输出的熵。概况却非总是如许 - 比如，假如噪声进程领先消除0超越1秒，它实质上可行降低熵。

“假如google的随机电路是经过应允这类擦除的进程发生的，那末交叉熵就不会成为衡量量子至上的有用方法，”布兰德说。“这便是为何google确定其设施如何偏离真实的随机量子电路十分要紧的原因。”

这点结果是Vazirani于1993年与他的弟子Ethan Bernstein所做的事业的回应，经过量子计算机提议违反计算机科学的根本原理(称为扩展教会 - 图灵论文)来开启量子算法的大门。

贝尔实验室的Peter Shor进一步展现了一种十分要紧的实质难题 - 整数分解，可行经过量子计算机以指标数据形式提速。

“这种序列为竞赛建立事业量子计算机提供了一种模板，”Vazirani说。“量子至上是对扩展教会 - 图灵论文的实验性违反。一朝实现，下一种挑战将是设置能够解决实质有效难题的量子计算机。“