量子電路優越性重大突破 證明淺層量子電路的能力超越既有理解

【台灣台北–2025年4月29日】全球最大科技製造與服務商鴻海科技集團（TWSE:2317）旗下，鴻海研究院（Hon Hai Research Institute, HHRI）量子計算研究所最新量子計算研究成果再傳捷報，〈Unconditional advantage of noisy qudit quantum circuits over biased threshold circuits in constant depth〉近日獲全球頂尖期刊《Nature Communications》接收發表。

圖一：各種電路模型之間的關係以及該電路模型能有效計算的問題。本次研究成果成功找出一類問題“ISMRP”可以被淺層量子電路有效計算，但是無法被多項式規模的經典偏閾值電路 bPTC⁰(k)電路有效計算，因而證明淺層量子電路的優越性。

鴻海研究院量子計算研究所所長謝明修、研究員Leandro Mendes，以及博士實習生Michael de Oliveira，攜手英國劍橋大學計算機系，在量子計算與量子電路領域取得重大突破。目前在學界上許多「量子優勢」的展示仍依賴特定的計算假設，並面臨實驗結果驗證的挑戰。此外，隨著經典演算法與機器學習技術的穩定進步，如何在理論上與實踐中明確證明量子優勢，也成為一個不斷變動的目標。

在論文中，研究團隊無條件地證明了，量子電路的計算能力超出先前所認知的範疇。研究成果具體地證明，多項式規模的經典偏閾值電路（biased threshold circuits）也無法解決某些可由常深度、局部量子邏輯閘構成的量子電路所能解決的問題，即便量子電路在全互聯（all-to-all connectivity）架構下存在噪音，這些量子優勢仍然存在，證明了未來實用潛力。

此〈Unconditional advantage of noisy qudit quantum circuits over biased threshold circuits in constant depth〉研究成果，近期獲全球頂尖期刊《Nature Communications》接收發表。《Nature Communications》在 Google Scholar Metrics 的所有被索引的會議與期刊中，其 h5-index 指標排名高達 375，位列全球第 5 名，展現其在學術界的卓越影響力。

鴻海研究院此次的技術突破，將為台灣在量子計算領域取得關鍵影響力，也證明鴻海在量子計算領域的持續耕耘投入，已經累積相當卓越的技術能力。鴻海研究院將繼續致力於量子計算的研究，為全球技術創新和產業進步做出更大的貢獻。

備註：Nature Communications volume 16, Article number: 3559 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58545-4

〈Unconditional advantage of noisy qudit quantum circuits over biased threshold circuits in constant depth〉論文連結：https://www.nature.com/articles/s41467-025-58545-4?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=oa_20250415&utm_content=10.1038/s41467-025-58545-4

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