近日(rì)，本源量子團隊在量子基礎算術(shù)領域取得(de)重要進展，提出了一種基于量子傅裡(lǐ)葉變換（QFT）的量子-經典整數比較器和模數運算算法，能夠減少含噪聲中等規模的量子計(jì)算機(jī)（NISQ）計(jì)算資源需求，是目前最優的量子比特資源利用方式之一。該成果将爲整數因子分(fēn)解、優化和金融風(fēng)險分(fēn)析等領域的研究和應用帶來(lái)新機(jī)遇。
該成果《An improved QFT-based quantum comparator and extended modular arithmetic using one ancilla qubit》于2023年(nián)10月9日(rì)發表在國(guó)際權威期刊《New Journal of Physics》上，本源量子爲該論文第一單位。
論文截圖
在量子計(jì)算實際過程中，研究人(rén)員(yuán)通常會進行比較和模數運算，這些是基礎常見(jiàn)的算法組件(jiàn)，在整數因子分(fēn)解、優化問(wèn)題和金融風(fēng)險分(fēn)析等領域有着廣泛應用，這些應用通常需要大(dà)量的輔助量子比特來(lái)實現後續計(jì)算。爲了避免過多資源消耗問(wèn)題，該團隊研究人(rén)員(yuán)提出了一種基于量子傅裡(lǐ)葉變換（QFT）的量子-經典整數比較器和模數運算算法。
研究顯示，該算法不僅可(kě)以在不需要輔助比特的情況下對量子整數和另一個經典/量子整數進行比較，還(hái)可(kě)以将其擴展到隻需一個輔助比特的量子模加運算。該算法使得(de)計(jì)算資源的需求大(dà)大(dà)降低，爲在資源受限的含噪聲中等規模量子計(jì)算機(jī)上實現這類應用提供了可(kě)行性。研究人(rén)員(yuán)還(hái)分(fēn)析了當前模加法電路(lù)的限制，改進了模數運算電路(lù)，并将其擴展到處理(lǐ)整個n量子比特空間中的任意量子狀态。這一改進拓展了原有模運算的應用範圍，提高了該算法的實用性。
研究結果表明，基于QFT的量子-經典整數比較器和模數運算算法能夠有效地減少計(jì)算資源的需求，并有助于在含噪聲中等規模的量子計(jì)算機(jī)上實現更多的實際應用。這項重要的研究成果将爲整數因子分(fēn)解、優化和金融風(fēng)險分(fēn)析等領域的研究和應用帶來(lái)新的機(jī)遇，對量子計(jì)算領域的發展具有深遠(yuǎn)的意義，有望推動量子計(jì)算技術(shù)的實用化進程。
本源量子已在國(guó)内率先成立首個量子金融應用生(shēng)态聯盟，上線國(guó)内首個面向專業開發者的量子金融算法庫，算法研究廣泛涉及金融衍生(shēng)品定價、投資策略、股票預測、風(fēng)險分(fēn)析、債務違約預警、金融系統網絡監控和故障溯因等諸多實際金融應用場景，曾在高頻量化交易領域提出首個基于協整性檢驗的高頻統計(jì)套利量子算法，相(xiàng)關研究成果發表在國(guó)際物理(lǐ)學領域的專業期刊New Journal of Physics。
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