近日，本源量子團(tuán)隊(duì)在量子基礎(chǔ)算術(shù)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，提出了一種基于量子傅里葉變換（QFT）的量子-經(jīng)典整數(shù)比較器和模數(shù)運(yùn)算算法，能夠減少含噪聲中等規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)（NISQ）計(jì)算資源需求，是目前最優(yōu)的量子比特資源利用方式之一。該成果將為整數(shù)因子分解、優(yōu)化和金融風(fēng)險(xiǎn)分析等領(lǐng)域的研究和應(yīng)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10月9日發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《New Journal of Physics》上，本源量子為該論文第一單位。

在量子計(jì)算實(shí)際過(guò)程中，研究人員通常會(huì)進(jìn)行比較和模數(shù)運(yùn)算，這些是基礎(chǔ)常見(jiàn)的算法組件，在整數(shù)因子分解、優(yōu)化問(wèn)題和金融風(fēng)險(xiǎn)分析等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，這些應(yīng)用通常需要大量的輔助量子比特來(lái)實(shí)現(xiàn)后續(xù)計(jì)算。為了避免過(guò)多資源消耗問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)研究人員提出了一種基于量子傅里葉變換（QFT）的量子-經(jīng)典整數(shù)比較器和模數(shù)運(yùn)算算法。

研究顯示，該算法不僅可以在不需要輔助比特的情況下對(duì)量子整數(shù)和另一個(gè)經(jīng)典/量子整數(shù)進(jìn)行比較，還可以將其擴(kuò)展到只需一個(gè)輔助比特的量子模加運(yùn)算。該算法使得計(jì)算資源的需求大大降低，為在資源受限的含噪聲中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)這類(lèi)應(yīng)用提供了可行性。研究人員還分析了當(dāng)前模加法電路的限制，改進(jìn)了模數(shù)運(yùn)算電路，并將其擴(kuò)展到處理整個(gè)n量子比特空間中的任意量子狀態(tài)。這一改進(jìn)拓展了原有模運(yùn)算的應(yīng)用范圍，提高了該算法的實(shí)用性。

研究結(jié)果表明，基于QFT的量子-經(jīng)典整數(shù)比較器和模數(shù)運(yùn)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(guī)模的量子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)更多的實(shí)際應(yīng)用。這項(xiàng)重要的研究成果將為整數(shù)因子分解、優(yōu)化和金融風(fēng)險(xiǎn)分析等領(lǐng)域的研究和應(yīng)用帶來(lái)新的機(jī)遇，對(duì)量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義，有望推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。

本源量子已在國(guó)內(nèi)率先成立首個(gè)量子金融應(yīng)用生態(tài)聯(lián)盟，上線(xiàn)國(guó)內(nèi)首個(gè)面向?qū)I(yè)開(kāi)發(fā)者的量子金融算法庫(kù)，算法研究廣泛涉及金融衍生品定價(jià)、投資策略、股票預(yù)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)分析、債務(wù)違約預(yù)警、金融系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和故障溯因等諸多實(shí)際金融應(yīng)用場(chǎng)景，曾在高頻量化交易領(lǐng)域提出首個(gè)基于協(xié)整性檢驗(yàn)的高頻統(tǒng)計(jì)套利量子算法，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)期刊New Journal of Physics。