罗切斯特大学的专家将开发受量子启发的求解器系统，以解决军事任务中的实际问题。

 

美国军事研究人员需要使用量子启发求解器系统的量子计算技术，将高性能计算性能提高至少两个数量级的新方法。于是，他们从纽约的罗切斯特大学找到了解决方案。美国国防高级研究计划局 (DARPA) 的官员上周五宣布与罗切斯特大学签订一份价值 160 万美元的合同，用于量子启发经典计算 (QuICC) 项目。

量子计算利用量子力学现象在计算方面实现了巨大飞跃，以解决某些问题。罗切斯特大学的专家将开发受量子启发的求解器系统，为军事任务解决实际问题。受量子启发的求解器是混合的：它们是经典的混合信号系统，由模拟硬件和数字逻辑组成。模拟硬件通常模拟相互作用的动态系统，数字逻辑处理模拟结果以获得高质量的解决方案。

罗切斯特大学受量子启发的求解器原型，图片来源：网络

这一项目的目标是交付可以将中间问题规模的计算效率提高至少 50 倍的系统原型，并展示将任务规模问题的效率提高至少500倍的可行性。QuICC计划将侧重于经典混合信号系统；全数字求解器或量子计算不是该程序的一部分。

美国国防部 (DOD) 的许多任务都受到可用计算资源的限制。量子计算可能是一种潜在的解决方案，但目前量子计算还难以满足军事应用对于尺寸、重量和功率等部署环境限制的要求。

对量子计算的详细分析催生了新的算法和硬件，同时与全数字计算相比具有显着优势。这就是受量子启发的求解器可能派上用场的地方。受量子启发的模拟硬件通常模拟相互作用的动态系统，如磁自旋等，而数字逻辑则负责处理结果。

专家预测，受量子启发的原型机的性能可能比传统计算机和量子计算机高出 10,000 倍，已经在非军事需求的典型小问题上得到了证明。

罗彻斯特大学专家指出：量子启发经典计算的一个关键指标是计算效率。为了克服计算规模扩展的问题，该计划选择了用算法和模拟硬件协同设计的解决方案，并开发了针对布尔可满足性 (SAT)、最大似然估计(MLE)、最大故障最小基数采样 (MFMC)、混合整数线性规划 (MILP)等数学问题的基准测试应用程序。

量子启发经典计算QuICC项目包括两个技术领域：求解器协同设计和任务相关基准测试；和模拟硬件原型制作。未来该项目还将解决以下三个方面的技术难题：将模拟硬件优势扩展到任务相关问题；限制计算规模随着问题规模的增长；在原型系统规模上实现预测基准。

量子启发经典计算QuICC项目计划为期五年，第一阶段为两年，第二阶段为18个月，第三阶段为18个月（可选）。随着这一计划的实施，将推动量子启发求解器技术的扩展，逐步解决与任务相关的问题和规模。整个项目在其持续期间可能花费高达 5800 万美元，因此可能会有额外的DARPA合同。

编译：王珩

​编辑：慕一