MicroCloud Hologram Inc. 的实用近似量子乘法器实现了低深度高保真计算 | HOLO 股票新闻

/PRNewswire/ -- MicroCloud Hologram Inc. (NASDAQ: HOLO)（"HOLO"或"公司"），作为一家技术服务提供商，在 NISQ（噪声中等规模量子）环境中取得了重要突破——实用的近似量子乘法器技术。该技术以近似计算为核心思想，针对量子电路深度和 T 门数量这两个关键性能瓶颈进行系统优化，为当前噪声量子设备提供了一个平衡效率和精度的可行路径。

HOLO 首先从最基本的算术单元——加法器开始，对传统量子加法器电路进行了结构重构。标准量子加法器通常依赖逐位进位传播机制，电路深度随着输入位数的增加而线性增长，并且需要大量的 T 门来实现非 Clifford 操作。在新提出的近似加法器中，通过削弱一些低权重位的进位精度，并截断或简化原本严格执行的进位链，达到了常数深度（O(1)）的电路结构。该设计并不是简单的逻辑删除，而是通过概率分析和错误建模确保错误对整体计算的影响保持在可接受范围内。

在具体实施层面，该技术提出了四种不同精度水平的近似加法器电路。这些电路在设计时引入了参数化控制机制，允许用户根据特定应用需求灵活选择精度和资源消耗。例如，在低错误敏感性的应用场景中，可以选择高度压缩的加法器版本，以实现极低的电路深度和 T 门数量；而在需要更高计算精度的场景中，可以启用更完整的进位路径以提高结果准确性。这种可调精度设计理念使量子算术模块首次具备了类似于经典计算的性能档位特征。

在完成近似加法器的构建后，HOLO 进一步将其作为核心模块构建了完整的近似量子乘法器。与依赖多级加法累加结构的传统乘法器不同，该乘法器通过优化一些乘积生成路径并将其与近似加法单元结合，显著简化了整体电路结构。特别是在 T 门数量方面，该技术通过减少高成本非 Clifford 门的使用，显著降低了实施成本。这在当前的量子硬件架构中尤为重要，因为 T 门通常需要复杂的容错编码和魔态提纯过程来实现，资源开销远高于 Clifford 门。

值得注意的是，这种近似乘法器在电路深度和 T 门数量这两个关键指标上均优于现有主流量子乘法器方案。电路深度的减少意味着量子态在演化过程中暴露于噪声环境的时间更短，从而降低了退相干的影响；而 T 门数量的减少则直接降低了门操作错误的累积风险。这种双重优化使得乘法器在实际 NISQ 设备上实现了更高的执行成功率。

为了验证该技术的实际有效性，HOLO 在各种量子仿真环境和真实量子硬件上进行了测试。实验结果表明，在相同输入规模下，尽管近似乘法器在结果精度上表现出轻微偏差，但整体错误分布呈现出可控特征，没有系统性偏差。同时，由于电路深度的显著减少，最终输出结果的保真度实际上优于传统精确乘法器。这一现象表明，在噪声主导的 NISQ 环境中，适度的近似反而可以提高整体计算质量。

进一步分析表明，该技术在容错应用中具有广泛的潜力。例如，在量子机器学习任务中，模型本身对输入数据的小扰动具有一定的鲁棒性，因此近似乘法器可以完全替代精确算术模块，从而显著降低训练成本。在量子优化问题中，目标函数通常具有平滑特性，局部错误不会显著影响全局最优解的搜索过程，这也为近似计算提供了应用空间。

从工程实施的角度来看，该技术也具有良好的可扩展性。由于其核心结构基于模块化加法器设计，可以轻松集成到更复杂的量子算术系统中，例如量子除法器、指数运算模块和多项式计算电路。此外，该设计与现有的量子编译框架兼容，可以直接映射到主流量子硬件平台上执行，而无需额外的硬件支持。

在更宏观的层面上，该技术反映了一个重要的发展趋势：量子算法设计正从理论最优性转向工程可用性。过去，研究重点往往集中在算法复杂性的渐近优势上，但现在，在硬件受限的现实条件下，如何减少资源消耗和提高执行成功率正成为更关键的评估标准。引入近似计算是这一转变的典型体现。

未来，这项技术预计将成为构建实用量子软件堆栈的重要组成部分。随着量子硬件规模的逐渐扩大和算法复杂性的不断增加，对基础算术模块的性能要求也将持续上升。近似计算策略不仅可以应用于乘法运算，还可以扩展到更广泛的量子逻辑设计，从而形成一整套低资源量子计算方法论。

HOLO 针对 NISQ 设备的实用近似量子乘法器技术不仅在技术指标上取得了突破，还在方法论层面提供了新的思路。它表明，在当前量子计算发展过渡阶段，由于硬件不足造成的限制可以通过引入跨学科的思想和进行工程优化来有效弥补。这种以实用性为导向的创新路径可能成为推动量子计算从实验室走向工业应用的重要动力。

关于 MicroCloud Hologram Inc.

MicroCloud Hologram Inc.（纳斯达克：HOLO）致力于全息技术的研究、开发和应用。其全息技术服务包括基于全息技术的全息光检测与测距（LiDAR）解决方案、全息 LiDAR 点云算法架构设计、技术全息成像解决方案、全息 LiDAR 传感器芯片设计以及全息车辆智能视觉技术，为提供全息高级驾驶辅助系统（ADAS）的客户提供服务。MicroCloud Hologram Inc.为全球客户提供全息技术服务。MicroCloud Hologram Inc.还提供全息数字双胞胎技术服务，并拥有专有的全息数字双胞胎技术资源库。其全息数字双胞胎技术资源库结合了全息数字双胞胎软件、数字内容、空间数据驱动的数据科学、全息数字云算法和全息 3D 捕捉技术，以 3D 全息形式捕捉形状和物体。MicroCloud Hologram Inc.专注于量子计算和量子全息技术的发展。公司现金储备超过 3.9 亿美元，计划在区块链开发、量子计算研发、量子全息技术以及人工智能、增强现实等前沿领域的衍生品和技术开发上投资超过 4 亿美元。MicroCloud Hologram Inc.的目标是成为全球量子全息和量子计算技术的领导者。

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来源：MicroCloud Hologram Inc.