MicroCloud Hologram Inc. 的實用近似量子乘法器實現了低深度高保真計算 | HOLO 股票新聞

/PRNewswire/ -- MicroCloud Hologram Inc. (NASDAQ: HOLO)（"HOLO"或"公司"），作為一家技術服務提供商，在 NISQ（噪聲中等規模量子）環境中取得了重要突破——實用的近似量子乘法器技術。該技術以近似計算為核心思想，針對量子電路深度和 T 門數量這兩個關鍵性能瓶頸進行系統優化，為當前噪聲量子設備提供了一個平衡效率和精度的可行路徑。

HOLO 首先從最基本的算術單元——加法器開始，對傳統量子加法器電路進行了結構重構。標準量子加法器通常依賴逐位進位傳播機制，電路深度隨着輸入位數的增加而線性增長，並且需要大量的 T 門來實現非 Clifford 操作。在新提出的近似加法器中，通過削弱一些低權重位的進位精度，並截斷或簡化原本嚴格執行的進位鏈，達到了常數深度（O(1)）的電路結構。該設計並不是簡單的邏輯刪除，而是通過概率分析和錯誤建模確保錯誤對整體計算的影響保持在可接受範圍內。

在具體實施層面，該技術提出了四種不同精度水平的近似加法器電路。這些電路在設計時引入了參數化控制機制，允許用户根據特定應用需求靈活選擇精度和資源消耗。例如，在低錯誤敏感性的應用場景中，可以選擇高度壓縮的加法器版本，以實現極低的電路深度和 T 門數量；而在需要更高計算精度的場景中，可以啓用更完整的進位路徑以提高結果準確性。這種可調精度設計理念使量子算術模塊首次具備了類似於經典計算的性能檔位特徵。

在完成近似加法器的構建後，HOLO 進一步將其作為核心模塊構建了完整的近似量子乘法器。與依賴多級加法累加結構的傳統乘法器不同，該乘法器通過優化一些乘積生成路徑並將其與近似加法單元結合，顯著簡化了整體電路結構。特別是在 T 門數量方面，該技術通過減少高成本非 Clifford 門的使用，顯著降低了實施成本。這在當前的量子硬件架構中尤為重要，因為 T 門通常需要複雜的容錯編碼和魔態提純過程來實現，資源開銷遠高於 Clifford 門。

值得注意的是，這種近似乘法器在電路深度和 T 門數量這兩個關鍵指標上均優於現有主流量子乘法器方案。電路深度的減少意味着量子態在演化過程中暴露於噪聲環境的時間更短，從而降低了退相干的影響；而 T 門數量的減少則直接降低了門操作錯誤的累積風險。這種雙重優化使得乘法器在實際 NISQ 設備上實現了更高的執行成功率。

為了驗證該技術的實際有效性，HOLO 在各種量子仿真環境和真實量子硬件上進行了測試。實驗結果表明，在相同輸入規模下，儘管近似乘法器在結果精度上表現出輕微偏差，但整體錯誤分佈呈現出可控特徵，沒有系統性偏差。同時，由於電路深度的顯著減少，最終輸出結果的保真度實際上優於傳統精確乘法器。這一現象表明，在噪聲主導的 NISQ 環境中，適度的近似反而可以提高整體計算質量。

進一步分析表明，該技術在容錯應用中具有廣泛的潛力。例如，在量子機器學習任務中，模型本身對輸入數據的小擾動具有一定的魯棒性，因此近似乘法器可以完全替代精確算術模塊，從而顯著降低訓練成本。在量子優化問題中，目標函數通常具有平滑特性，局部錯誤不會顯著影響全局最優解的搜索過程，這也為近似計算提供了應用空間。

從工程實施的角度來看，該技術也具有良好的可擴展性。由於其核心結構基於模塊化加法器設計，可以輕鬆集成到更復雜的量子算術系統中，例如量子除法器、指數運算模塊和多項式計算電路。此外，該設計與現有的量子編譯框架兼容，可以直接映射到主流量子硬件平台上執行，而無需額外的硬件支持。

在更宏觀的層面上，該技術反映了一個重要的發展趨勢：量子算法設計正從理論最優性轉向工程可用性。過去，研究重點往往集中在算法複雜性的漸近優勢上，但現在，在硬件受限的現實條件下，如何減少資源消耗和提高執行成功率正成為更關鍵的評估標準。引入近似計算是這一轉變的典型體現。

未來，這項技術預計將成為構建實用量子軟件堆棧的重要組成部分。隨着量子硬件規模的逐漸擴大和算法複雜性的不斷增加，對基礎算術模塊的性能要求也將持續上升。近似計算策略不僅可以應用於乘法運算，還可以擴展到更廣泛的量子邏輯設計，從而形成一整套低資源量子計算方法論。

HOLO 針對 NISQ 設備的實用近似量子乘法器技術不僅在技術指標上取得了突破，還在方法論層面提供了新的思路。它表明，在當前量子計算發展過渡階段，由於硬件不足造成的限制可以通過引入跨學科的思想和進行工程優化來有效彌補。這種以實用性為導向的創新路徑可能成為推動量子計算從實驗室走向工業應用的重要動力。

關於 MicroCloud Hologram Inc.

MicroCloud Hologram Inc.（納斯達克：HOLO）致力於全息技術的研究、開發和應用。其全息技術服務包括基於全息技術的全息光檢測與測距（LiDAR）解決方案、全息 LiDAR 點雲算法架構設計、技術全息成像解決方案、全息 LiDAR 傳感器芯片設計以及全息車輛智能視覺技術，為提供全息高級駕駛輔助系統（ADAS）的客户提供服務。MicroCloud Hologram Inc.為全球客户提供全息技術服務。MicroCloud Hologram Inc.還提供全息數字雙胞胎技術服務，並擁有專有的全息數字雙胞胎技術資源庫。其全息數字雙胞胎技術資源庫結合了全息數字雙胞胎軟件、數字內容、空間數據驅動的數據科學、全息數字雲算法和全息 3D 捕捉技術，以 3D 全息形式捕捉形狀和物體。MicroCloud Hologram Inc.專注於量子計算和量子全息技術的發展。公司現金儲備超過 3.9 億美元，計劃在區塊鏈開發、量子計算研發、量子全息技術以及人工智能、增強現實等前沿領域的衍生品和技術開發上投資超過 4 億美元。MicroCloud Hologram Inc.的目標是成為全球量子全息和量子計算技術的領導者。

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來源：MicroCloud Hologram Inc.