量子電路是量子計算機的組成部分，它利用量子力學來執行任務。它們比當今電子設備中的經典電路更快，更準確。但是，實際上，沒有量子電路是完全沒有錯誤的。最大化量子電路的效率引起了世界各地科學家的極大興趣。
印度科學研究所（IISc）的研究人員現在已經使用數學模擬解決了這個問題。他們設計了一種算法來明確計算所需的計算資源數量，並對其進行優化以獲得最大效率。
相關論文已發表在《物理評論快報》上。IISc高能物理中心副教授安寧達·辛哈（Aninda Sinha）說：“他們能夠從理論上構建最高效的電路，並大幅減少所需資源。”
量子電路。不同的層對應不同的容錯能力，底層具有最小的容錯能力（authors / Physical Review Letters)
在各個領域，尤其是量子計算中，優化量子電路效率非常有用。量子計算機不僅會比傳統計算機提供更快，更準確的結果，而且它們將更加安全，不會被黑客入侵，這對於防止數字銀行欺詐，安全漏洞和數據盜竊非常有用。它們還可以用於解決複雜的任務，例如優化運輸問題和模擬金融市場。
經典電路由通用邏輯門（例如NAND和NOR門）組成，每個邏輯門都對輸入執行預定的操作以產生輸出。
類似地，存在用於製造量子電路的通用量子門。實際上，門的效率不是100％；每個門的輸出始終存在錯誤。而且該錯誤無法消除；Sinha的博士研究生，論文的合著者Pratik Nandy表示，它只是繼續增加電路中使用的每個門。
最有效的電路不能使輸出誤差最小，而是將獲得相同輸出所需的資源最小化。“因此問題歸結為：給定淨誤差容限，構建量子電路所需的最少門數是多少？” 南迪說。
2006年，由昆士蘭大學前教職員工邁克爾·尼爾森（Michael Nielsen）領導的一項研究顯示，計算門數以實現最大效率，相當於在具有體積V的某些數學空間中查找兩點之間距離最短的路徑。
2016年的另一項研究認為，這個數字應該與V直接變化。
Sinha說：“我們回到了尼爾森的原始工作，結果發現他的門數不會隨V的變化而變化，而是隨V^2的變化而變化” 。他和他的團隊概括了該研究的假設，並進行了一些修改以解決優化問題。他說：“我們的計算表明，最小的門數量確實隨體積而變化。”
令人驚訝的是，他們的研究結果似乎也將效率優化問題與弦論聯繫起來，弦論是一個著名的想法，試圖結合重力和量子物理學來解釋宇宙是如何工作的。辛哈（Sinha）和他的團隊認為，這種聯繫有助於科學家解釋涉及重力的理論。他們還旨在開發描述量子電路集合的方法，以計算某些實驗量，而這些實驗量在理論上無法使用現有方法進行模擬。
(本文由本源量子編譯，內容來源IISc)
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