清华量子计算成果登顶刊，首次发现噪声影响量子优势，来自丘成桐数学中心团队
这是学术界在量子计算中首次发现噪声造成量子优势突然消亡的现象，从而以一个全新的视角揭示了噪声对量子计算的巨大危害。
第二，噪声…
【千问解读】
一水 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI
量子计算领域首次发现！
噪声会造成量子优势突然消亡。
这是来自清华大学丘成桐数学科学中心助理教授 魏朝晖团队的最新研究成果，刚刚登上Science子刊。
（相关成果以“关联生成中量子优势的突然消亡”为题发表于综合性子刊Science Advances上）
简单理解，当量子计算机的强大已经众所周知时，我们目前要做的就是让它能稳定发挥。
经过长期研究，人们发现 噪声干扰是阻碍这一目标实现的“绊脚石”。
而克服这一难题的关键理论问题之一，便是研究噪声如何影响甚至摧毁量子计算的优势。
魏朝晖团队发现：
当量子信息处理协议中的噪声强度突破某个阈值时，原本非常明显的量子优势可能会突然消亡。
嗯？？这明显和直觉相悖：
一般来说，我们通常认为的量子计算机性能会随着噪声增加而逐渐下降。
通过对此现象的深入分析，研究人员进一步对量子优势何时会突然消亡提供了完整的数学描述。
这是学术界在量子计算中首次发现噪声造成量子优势突然消亡的现象，从而以一个全新的视角揭示了噪声对量子计算的巨大危害。
一旦未来量子计算获得广泛应用，它能够指导人们如何更有效率地部署成本高昂的量子纠错机制。
学术界首次发现噪声造成量子优势突然消亡现象
概括而言，这项研究主要做出了以下贡献：
成功刻画了逐渐增强的噪声影响量子优势的动态过程；
发现了噪声造成量子优势突然消亡的现象；
具体研究过程如下。
首先，人们很早就意识到，过强的噪声会导致量子计算可以被经典计算快速模拟，导致量子优势的彻底消失。
然而，当噪声较弱时，情况要复杂许多。
换句话说，较弱的噪声如何影响量子优势还处于“黑箱”状态。
更进一步，问题就变成了：
如果噪声强度从零开始缓慢增加，如何精确刻画其影响量子优势的动态过程？
要知道，在量子计算被大规模工程应用之前，理解这个动态过程至关重要，但直到目前为止，人们对此问题的认识还十分有限。
而魏朝晖团队正是在这个方面取得了突破性进展，才得以发现噪声造成量子优势突然消亡的现象。
回到研究本身，团队发现刻画此类动态过程，存在两个明显困难。
第一，即使在没有噪声干扰的情况下，精确地描述量子优势本身就很难。
以被公认为量子计算发展的重要里程碑——Shor算法 （能够迅速分解大整数）为例，由于其经典复杂性未定，至今未能对量子优势进行严格的数学描述。
第二，噪声在量子计算问题中的数学结构十分复杂，这直接阻碍了在含噪声情况下对量子优势研究的进展。
2019年，谷歌宣称其“悬铃木”量子计算机在随机电路采样任务上，击败了当时最强大的经典计算机。
但由于噪声在“悬铃木”中的影响巨大，学术界开展了激烈的讨论，焦点就是量子优势是否真实可信。
那咋办呢？？
经过魏朝晖和合作者近年来的研究发现， 关联生成模型能够派上用场。
具体来说，在理想的无噪声环境下，这个模型中量子协议和经典协议的最小代价分别被PSD rank （半正定秩）和nonnegative rank （非负秩）这两个数学概念精确刻画，因此这两个秩的对比直接反映了量子优势的精确大小。
换言之，这是一个可以对量子优势实现精确量化的理论模型，这为研究噪声如何影响量子优势提供了可能。
基于关联生成模型，团队成功刻画了逐渐增强的噪声影响量子优势的动态过程。
展开来说，团队分别研究了：
较强噪声对此类模型可达性的影响
较弱噪声如何影响量子协议的代价
其中命题1最终得出了：较强噪声会导致量子关联生成模型的可达性显著降低。
（可达性指量子系统能否从初始状态过渡到目标量子状态）
而针对较弱噪声，研究发现虽然弱噪声不会完全抹除量子信息，但它会增加实现量子协议 （protocols）的成本。
需要解释一下，量子协议成本通常是指，实现这些协议所需的量子资源 （如量子比特数量、量子门的数量和复杂度等）以及对于错误校正和信息纠错的需求。
换言之，在弱噪声条件下，量子系统仍然可能展现出比经典系统更好的性能，但这种优势可能需要更多的量子资源来保持。
值得注意的是，在发展上述理论的过程中，由于计算PSD rank和nonnegative rank的复杂度均为 NP-Hard（非确定性多项式难题），对其进行精确估计十分困难。
（NP-Hard是计算复杂性理论中的一个概念，用来描述那些至少和NP问题一样难的问题，而NP问题又指那些可以在多项式时间内验证解的问题。
）
不过， 团队设法解决了这个问题，具体过程如下：
简单说，虽然直接计算PSD rank和nonnegative rank是NP-Hard的，但研究团队提供了这些rank的修正版本。
修正版本考虑了噪声的影响，并且可以通过构造特定的PSD分解 （factorization）和非负分解来得到上下界。
与此同时，基于对上述动态过程的成功刻画，团队发现了噪声造成量子优势突然消亡的现象。
这一发现表明， 在量子信息处理中，噪声的危害可能以一种更为剧烈的方式显现。
总之，这项工作为研究噪声对量子优势的影响而提供的全新研究视角和工具。
来自清华丘成桐魏朝晖团队
论文独立通讯作者为 魏朝晖，目前在 清华大学丘成桐数学科学中心任助理教授。
他于2009年博士毕业于清华计算机系，随后前往新加坡量子研究中心从事博士后研究，后于2018年加入清华交叉信息研究院任助理教授，直到2021年6月加入丘成桐数学科学中心任助理教授至今。
他主要从事量子计算的理论研究工作，研究方向包括量子信息理论、量子计算复杂性、量子人工智能、量子纠错、量子错误缓解等。
其部分成果发表在IEEE Transactions on Information Theory, Physical Review Letters, Mathematical Programming, npj Quantum Information等重要学术期刊。
论文 共同一作为交叉信息研究院2021级博士生孙维孝、丘成桐数学科学中心2021级博士生魏付川。
其他作者还包括丘成桐数学科学中心2020级博士生邵钰菓。
更多细节欢迎查阅原论文。
论文：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr5002
— 完—
「MEET2025智能未来大会」
火热报名中
定档12月11日！李开复博士、 周志华教授、智源研究院 王仲远院长都来量子位 MEET2025智能未来大会探讨行业破局之道了！
左右滑动查看最新嘉宾阵容
责任编辑：
蒙古统第一次世界大战争对历史的影响分别有哪些是怎么回事？有关于该战争的评价是什么样的
它结束了唐末以来(宋辽金夏)国内分裂割据和几个政权并立的政治局面，奠定了元、明、清六百多年国家长期统一的政治局面;促进了国内各族人民之间经济文化的交流和边疆地区的开发，进一步促进了我国统一的多民族国家的巩固和发展;它为科学技术的发展创造了良好条件;元朝的统一，还加强了中外文化交流和中西交通的发展;从的历史发展角度来看，统一的过程就是蒙古族从奴隶社会向封建社会转变的过程。
元朝的大统一，促进了我国统一的多民族国家的发展。
人民大量迁居到边疆地区，带去了先进生产技术，开发了边疆经济。
边疆各族大量迁入中原和江南，同汉族杂居，加强了民族融合。
以来不少信仰伊斯兰教的波斯人、阿拉伯人在我国一些地方定居。
元朝时更有大量的波斯人和阿拉伯人迁入中国。
他们与汉、蒙、畏兀儿等民族长期杂居、通婚，开始形成一个新的民族——。
元朝时，西藏正式成为元朝的行政区。
元朝设立澎湖巡检司，加强了对硫球(台湾)的管辖。
元朝是世界历史上疆域最广阔的王朝，国力最强盛的王朝。
从疆域的广阔度来说，连后来第二大的也不能和元朝相提并论。
《·地理志》言元朝的疆域是：“北逾阴山，西极流沙，东尽辽东，南越海表”，“东、南所至不下汉、唐，而西北则过之”。
面积相当于如今中国疆土的两倍。
全国划分为和十个行中书省，以及宣政院管辖的西藏地区。
大元统一全国后的疆域是：北到俄罗斯、西伯利亚，越过贝加尔湖，南到南海，西南包括今西藏、云南，西北至今中亚(咸海以西，察合台汗国也是元朝一部分)，东北至外兴安岭、鄂霍次克海，总面积超过2200万平方千米。
全国划分为由中书省所直接管辖的首都附近的腹里地区(即今河北、山东、山西及内蒙古部分地区)、由宣政院(初名总制院)所管辖的地区(今西藏)，以及10个行中书省(分别为陕西、辽阳、甘肃、河南、四川、云南、湖广、江浙、江西、岭北行中书省)。
元朝作为中国历史上的一个重要朝代，不仅在中华文化史上发挥了承上下的作用，而且在诸多领域出现了新的飞跃，推进了中国多元一体文化的发展进程，开创了中国各民族文化全面交流融合的新局面，对中华文化的繁荣和发展作出了重要的贡献。
元朝中西经济文化交流的空前繁荣，使不同地区、国家和地区间的经济文化双向交流加速。
中国的火药、指南针、传入阿拉伯和欧洲，推进了这些地区的文明进程。
阿拉伯的医学、天文学、农业技术，欧洲的数学、金属工艺，南亚的雕塑艺术等传入中国，促进了中国古代文化的丰富和发展。
蒙古军西征给被征服各国的经济、文化造成破坏。
客观上对东西方交往也起一定促进作用。
继唐宋时期穆斯林“蕃客”之后，伴随蒙古帝国的崛起和西征，中亚地区大批不同族群的穆斯林被征发、迁移到中国，又在元朝统一中原的战争中被分散于，长城内外;另外还有许多随着中西交通的畅通而陆续到来的穆斯林商人，他们“擅水陆利，天下名城巨邑，必居其津要，专其膏腴”。
负面影响 对中国 元朝统治者入主中原后，实行屠城与劫掠的政策，北方地区的社会经济和生产力遭到巨大的破坏。
蒙古对金的战争造成了普遍的破坏、杀戮和社会混乱。
他们用蹂躏乡村孤立大城市的手法，意味着城市和农村居民都要遭受严重伤亡和穷困。
蒙古也进行重新建立毁坏的设施、恢复农业和复兴社会与教育事业的尝试。
但这些努力只是局部性质的，从来没有得到蒙古统治当局的积极支持。
这种情况直到最后灭亡与13世纪30年代初期和中期改革时才得到重大改善。
除了军事征兵外，广大的汉人还被迫为蒙古君主提供各种各样的物品和劳役。
时代之前，没有迹象表明，在蒙古国家包括中国北部在内的定居地区存在着统一的赋税征收制度。
并且元朝继续保持原有的游牧体制，汉化不明显，阻碍了政治和文化的继续发展。
并且元朝实行民族等级政策和民族压迫政策，人分四等，汉人南人为最下层居民，在统治者上层社会。
他们排斥汉文化，没有使汉文化在上流社会传承下来，所以说元朝一定程度上是破坏了汉族文化。
对外国 蒙古兵多用诈术，不惜为种种然诺，诱敌开城。
城民之过于轻信，开城乞降者，蒙古兵则尽屠之。
虽先发重誓，许城民不死，亦然。
凡大城皆不免于破坏，居民虽自动乞降，出城迎求蒙古兵之悲悯者，仍不免于被屠。
盖蒙古不欲后路有居民，而使其后顾之忧也。
此辈不重视人命，仅见有立时之卤获，与其畜群之牧地而已。
蒙古兵在远征之中，每年休养士马数月。
然于进至屯驻地以前，必先躏其四围之地甚远，俾能自保，然而饱栽所掠之物，休兵于其地。
役使所俘之多数俘虏，是皆因年幼貌美而获免之男女也。
此辈不幸之人，命运较死于蒙古兵锋镝之下者，更为可悯，体无完衣，饥饿疲弱，待遇如同最贱之牲畜。
军中之幼妇万千，习于亚洲人之奢侈，遵守东方风俗及回教法律，生长于深闺之中者，曾见其亲属被杀，自身被虏，而随此种貌丑行恶之蛮人，以供其玩具之用。
相关评价 ：()起于漠北，凡达达、回回、诸番君长尽平定之，太祖之孙以仁德著称，为世祖，混一天下，九夷八蛮、海外番国归于一统。
吕思勉：自成吉思汗崛起至世祖灭宋，共历112年，而蒙古的武功，臻于极盛。
其人的勇于战斗;征服各地方后，亦颇长于统治;如不干涉各国的信教自由，即其一端。
自有足称。
但其大部分成功的原因，则仍在此时别些大国，都适值衰颓，而乏抵抗的能力，其中尤其主要的，就是中国和大食帝国;又有一部分人，反为其所用，如蒙古西征时附从的诸部族便是;所以我说他是适直天幸。
张帆：元朝以前的中国历史，包括汉、唐在内，本质上属于“小中国”。
到了元朝，加上此前辽金等北方民族政权的影响，中国才变成了“大中国”。
就是说，在元朝以前“小中国”是常态，元朝之后“大中国”变成了常态。
随机文章为何晏婴把孔子从齐国斗走，却得到孔子的盛赞？揭晏子嘴遍列国、连老板都敢呛的超狂事迹清最后一位公主活到2004年临终前说出溥仪不敢说的话英国前卫级核潜艇撞法国潜艇，英国潜艇被撞瘫痪现在中国有喷火塔克吗，中国需要喷火坦克吗（功能被取代/缺点众多）盘点我的世界隐瞒了什么，众多游戏秘籍和神秘事件（让人细思极恐）迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网，内容仅供娱乐，并不代表本站观点，如果本站内容侵犯了您的权益，敬请联系网站管理员，我们将尽快回复您，谢谢合作！
莫斯科战役中是泥泞对德军的影响大是怎么回事？还是严寒
我们先这么看下，即便德军没有因为道路问题而影响到进攻速度，德军一定能拿下莫斯科么?未必。
严寒阻止了德军前进么?其实没有。
道路泥泞，延缓的是德军的速度和后勤的补给，而严寒影响的是德军在交战中的状态。
德军即便提前一个月到莫斯科，苏联多撑住一个月是绝对没有问题的。
而这个道路，影响的不光是德军前进速度，影响更大的其实是后勤。
后勤跟不上，德军就很难在莫斯科耍威风。
而且最重要的是，苏联道路其实就泥泞了一段时间而已，持续时间非常短，就十月份的几天时间。
德军其实将进攻莫斯科的希望全都寄托在了他们的装甲部队上，这就是非常不靠谱的了。
德军打苏联，还是想靠突击。
等真到了莫斯科，德军遇到的情况是，后勤没有，预备队没有，而苏联呢，严阵以待。
即便德军先到莫斯科一个月，面对的局面很有可能就是败的更快更惨。
再看严寒，其实德军在莫斯科并没有遇到特别冷的情况，真正意义上的的极寒天气是在苏军开始反攻的阶段。
这个时候寒冷的天气对德军来说就是一个补刀的过程。
真正打败德国的，并不是严寒。
严寒，仅仅是在苏军追击德军的时候起到了作用。
莫斯科保卫战，可以看做是德军情报失误，而且这个情报上失误的特别多，天气只是一方面，更重要的是对苏军的了解太少。
而且，苏军兵力绝对是够用的，打垮苏军一个师，立马再来好几个。
而德军就不一样了，不仅是疲惫，而且更重要的是连后援都没有。
之所以德军强调是天气打败了德军，只不过是德国高层找找面子而已，天气并没有阻碍德军太多。
苏联是用纵深挫败了德军，而德军是严重的轻敌。
随机文章最紧张的高空定点跳伞，英国狂人开伞慢1秒险摔死新疆不明飞行物现5000米高空，60%可能是航天发射所致灵魂出窍最简单方法，灵魂出窍有危险吗(4招学会灵魂出窍)人的长相是前世修来的，前世修善果长相甜美/作恶则长相丑陋曲速引擎能实现吗，NASA成功测试/未来人类到月球或许只要4小时迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网，内容仅供娱乐，并不代表本站观点，如果本站内容侵犯了您的权益，敬请联系网站管理员，我们将尽快回复您，谢谢合作！
