量子计算机是可以比超级计算机更快地执行某些任务的实验机器，由于它们具有改变游戏规则的技术潜力，因此也不断的受到各种各样的评估。

现在，科学家们有了第一个能对这一前瞻技术执行现实任务的能力进行排名的工具，可以揭示其真正的潜力和局限性。美国桑迪亚国家实验室设计的一种新型基准测试工具可预测量子处理器无错误运行特定程序的可能性。

昨日发表在《Nature Physics》上的所谓的镜像电路方法能比传统测试更快、更准确的帮助科学家开发最有可能实现世界上第一台实用量子计算机的技术，它将大大加速医学、化学、物理、农业的研究和提高国家的安全。

在以前，科学家们一直在测量随机操作障碍过程的性能。但根据新研究，传统的基准测试低估了许多的量子计算错误。这可能会导致人们对量子机器的强大或有用程度产生不切实际的期望。该论文称，镜像电路提供了一种更准确的测试方法。

镜像电路是一种计算机程序，它执行一组计算，然后将其反转成镜像。参与该研究的桑迪亚量子性能实验室成员、计算机科学家Timothy Proctor说：“量子计算社区的标准做法是只使用随机、无序的程序来衡量性能，我们的结果表明，这不是一件好事。”

新的测试方法还可以节省时间，这将有助于研究人员评估日益复杂的机器。大多数基准测试通过在量子机器和传统计算机上运行相同的指令集来检查错误。如果没有错误，结果应该是匹配的。

然而，由于量子计算机执行某些计算的速度比传统计算机快得多，因此研究人员可能会花很长时间去等待传统计算机完成计算。而对于镜像电路方法，输出结果应始终与输入或一些有意修改的相同。因此，科学家无需等待，而是可以立即检查量子计算机的结果。

Proctor和他的同事发现随机测试会忽略或低估错误带来的复合影响。当错误加剧时，它会随着程序的运行而变得更糟，就像一个走错路线的美式橄榄球外接手，随着比赛的进行，他们会离应该去的地方越来越远。

通过模仿该功能程序验证，桑迪亚国家实验室发现其最终结果往往会比随机测试显示的差异更大。Proctor说：“我们的基准测试表明，当前量子计算机的性能在结构化程序上的变化要比以前知道的大得多”。

镜像电路方法还让科学家们能更深入地了解如何改进当前的量子计算机。Proctor说：“通过将我们的方法应用于当前的量子计算机，我们能够了解很多关于这些特定设备遭受到错误的信息，因为不同类型的错误对不同程序的影响程度会不同。这是第一次在多量子比特处理器中观察到这些影响。我们的方法是第一个用来大规模探测这些错误影响的工具。”（编译:Qtech）