有些人可能认为游戏仅仅是一种娱乐，但对于以色列巴伊兰大学的Emanuele Dalla Torre教授及其团队来说，玩游戏对于衡量当今商用量子计算机的有效性是很有用的。

在最近发表在《先进量子技术》上的一项研究中，Dalla Torre教授和他的两个学生描述了他们如何在不同的技术上运行一个协作的数学游戏来评估两点：系统是否表现出量子力学特性；机器提供正确结果的频率。然后，该团队会将结果与经典计算机生成的结果进行了比较。

在测试的不同技术中，只有Quantinuum公司的System Mode H1-1量子计算机的性能优于经典结果。Dalla Torre教授说经典计算机仅在87.5%的时间内返回正确答案，而H1-1量子计算机在97%的时间里都返回了正确答案。该团队还在现已退役的System Mode H0上进行了这项测试，其正确率也达到了85%。Dalla Torre教授说：“我们在H1中看到的是概率不是100%，因此它还不是一台完美的机器，但仍远高于经典计算机的阈值。它在量子力学上也表现得很好。”

Dalla Torre教授和他的团队玩的数学游戏需要非局域相关性。换句话说，这是一个协作游戏，其中系统的某些部分无法通过通信来解决挑战或得分。他说：“这是一个基于一些数学规则的协作游戏，如果玩家能够满足所有这些规则，他们就会得分。关键的挑战是，在游戏过程中，玩家之间无法交流。如果他们可以交流，那游戏将很容易——但他们不能。想象下在彼此无法交谈的情况下去构建一些东西有多难。所以，你能做的事情是有限度的。对于这个游戏中的机器来说，这是经典的门槛。”

量子计算机特别适合解决此类问题，因为它们遵循量子力学特性，允许非局域效应。根据量子力学，在一个地方的东西可以瞬间影响在不同地方的其他东西。Dalla Torre说：“这个实验表明存在非局域效应，这意味着当你测量一个量子比特时，你实际上是在瞬间影响其他量子比特。”

Dalla Torre教授将Quantinuum技术的性能归功于其低水平的“噪音”。今天运行的所有商用量子计算机都会遇到来自不同来源的噪声或干扰。消除或抑制此类噪声对于扩展该技术和实现容错系统是至关重要的，这是一种防止错误在整个系统中级联并破坏电路的设计原则。

Dalla Torre说：“在这种情况下，噪音只是意味着不完美——它就像一个错字。所以，量子计算机进行计算时，有时它会给你错误的答案。技术术语NISQ即嘈杂中等规模量子计算，这是我们现在拥有的所有设备的总称。这些是量子设备，但它们并不完美，他们会犯下一些错误。”

对于Quantinuum商业运营组负责人Brian Neyenhuis博士来说，Dalla Torre等项目是早期量子计算机的有用基准，也有助于展示和更清楚地理解经典计算和量子计算间的区别。在看到H0系统的初步结果后，他与Dalla Torre教授合作，在升级后的H1系统(仍然只使用6个量子比特)上再次运行了它。

Neyenhuis博士说：“我们从大量的标准基准测试中知道，H1系统对我们来说是向前迈出的一大步。但仍然很高兴看到这样一个明确的信号，即我们所做的改进直接转化为在这项非本地游戏的更好表现。”

Dalla Torre教授和他的学生通过微软Azure量子平台完成了该实验。他说：“能够在云上做这种工作对于量子实验的发展至关重要。事实上，我坐在以色列的巴伊兰大学，我可以连接到电脑并在互联网上使用它们，这真是太棒了。”

Dalla Torre教授和他的团队希望在未来扩大这类研究，尤其是在商用量子计算机添加量子比特数量并降低噪声的情况下进行。（编译:Qtech）