Quantinuum公司的研究人员在迈向更高效的绝热量子计算方面迈出了重要一步，他们的一项新研究可能是解决复杂组合优化问题的关键。而解决这些类型的问题(如物流、交通、投资组合优化和工厂调度等)将有望大大提高人类社会的经济效率。

在发布在ArXiv上的一篇预印本论文中，该团队介绍了一种旨在优化量子电路的新型张量网络算法，量子电路是绝热量子计算的关键组成部分。与使用Trotter乘积公式将绝热时间演化转换为量子电路的传统方法不同，其研究人员实施了反绝热驱动(counterdiabatic driving)来增强该过程。这种增加通常会增加每个时间步的电路深度，因此需要更多的计算资源。

然而，Quantinuum团队采取了一种不同的方法，它通过对固定深度的参数化量子电路进行经典优化，从而实现了封装跨多个时间步的绝热时间演化和反绝热驱动。换句话来说，这种方法有助于引导量子系统在几个阶段能平稳有效地达到其最低能量状态。最终，这将允许捕获量子系统的演化，而不需要越来越复杂的电路。

该论文报告说，通过这种方法来优化的电路要大大优于使用Trotter乘积公式的传统方法。该公司的研究人员将这些方法应用在了量子伊辛链(一种用于量子计算的模型系统)上，其大小为N等于从7到31的范围。结果表明，经典优化后的电路能更有效地制备系统的基态。

其研究人员还探索了这些优化后的量子电路在解决组合优化问题方面的潜力。众所周知，这类问题很难解决，但在物流、金融和资源管理等各个领域都具有极其重要的意义。新方法从数值上证明了特定的一维量子多体系统可以通过附加浅层一维量子电路来进行精确表示，并能使用标准张量网络技术进行优化。

此外，该研究还表明，通过采用相应的张量网络算法，该方法可以扩展到二维量子系统。这种可扩展性是非常重要的，因为它表明这些方法有可能在未来被应用在更复杂和实际的问题上。

Quantinuum团队的这些发现将产生深远的影响。绝热量子计算一直是一种解决目前经典计算机难以解决的某些类型问题的有前途的方法。通过改进和降低绝热演化所需的量子电路的复杂性，这项研究可以让我们更加接近量子计算的全部潜力。

Quantinuum的工作不仅为量子计算中的技术挑战提供了实用的解决方案，而且还为绝热方法在解决非局部、具有挑战性的经典问题中的应用开辟了新的可能性。随着量子计算领域的不断发展，在基于门的量子计算机上有效模拟绝热过程的能力可能会导致材料科学和密码学等众多学科产生突破，并能推动研发出功能齐全且有实际用途的量子计算机。（编译:Qtech）