全世界都在追求量子计算机的发展，对于如何利用量子世界的特性进行计算，人们存在各种不同的概念。其中许多人已经通过实验进入了经典计算机无法再模拟的领域。但是这些技术都还没有达到可以用来解决更大计算问题的地步。

因此，研究人员目前正在寻找可以在现有平台上实现的应用。来自于奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的Rick van Bijnen说：“我们正在寻找可以在现有硬件上计算的任务。”Van Bijnen和Wolfgang Lechner的研究小组组成了一个团队，现在正在提出一种使用中性原子解决优化问题的方法。

为了在不久的将来为现有的量子硬件开发科学和工业相关的应用，研究人员正在寻找在结构上与量子平台的优势相匹配的特殊算法。因斯布鲁克大学理论物理系的Wolfgang Lechner解释说：“算法和实验平台的这种协同设计允许这些系统在没有纠错的情况下工作，这在今天仍然是很难实现的。”

物理学家设想他们的优化算法将在光镊中捕获和排列的中性原子上实现。它们可以通过高度激发的里德堡态的相互作用。为了避免先前方法的局限性，物理学家没有直接实现该算法，而是使用了所谓的奇偶校验架构。这是一种可扩展的且与问题无关的组合优化问题硬件设计，它由Wolfgang Lechner与其在因斯布鲁克大学的同事一起开发。

这样的话，优化算法只需要与问题相关的单量子比特操作和与问题无关的四量子比特操作。为这种四量子比特操作找到一个直接而简单的实现是因斯布鲁克大学研究人员所面临的最大挑战。为此，他们设计了一种特殊的量子门，并在近期的《物理评论快报》上介绍了这种新概念。

论文第一作者Clemens Dlaska解释道：“我们直接用实验语言实现了这种算法。因此，可以通过简单地优化反馈回路中激光脉冲的持续时间，在当前的量子硬件上实现该算法。”

通过提出的这一概念，可以针对目前无法在经典超级计算机上模拟的问题大小来研究现有量子硬件在解决相关优化问题方面的性能。他们的硬件平台和软件解决方案都可以在很大程度上扩展且无需进行修改，这是这种新方法的一个重要优势。（编译:Qtech）