2024年8月7日下午，研究院党委在518会议室成功举办了第68期卓粤量子沙龙活动。本次沙龙邀请清华大学长江特聘教授、美国物理学会会士马雄峰教授，为研究院师生带来题为"Computational and Entanglement Limitations in Noisy Quantum Devices"的精彩报告。活动由南方科技大学量子科学与工程研究院副研究员邓修豪主持，俞大鹏院士出席并为马雄峰教授颁发卓粤量子沙龙授课证书。



马雄峰教授在报告中深入探讨了量子系统中固有噪声对量子计算潜力的影响。他指出，在没有可扩展量子纠错的情况下，当前的嘈杂中等规模量子(NISQ)设备在计算能力和纠缠生成方面面临局限性。在报告中，马雄峰教授介绍，电路深度超过$\omega(\log(n))$的嘈杂量子设备在多项式时间算法中与经典计算机无法区分，这排除了在这种嘈杂状态下执行Shor、Grover和Harrow-Hassidim-Lloyd等关键量子算法以及多项式深度变分量子算法和模拟的可能性。同时，他指出线性量子比特阵列中纠缠生成的上限为$O(\log(n))$，这揭示了在嘈杂量子设备上利用量子纠缠的可扩展性挑战。马雄峰教授通过理论证明得出结论，NISQ时代如果没有量子纠错，量子计算问题的计算复杂度为log(N)，计算2维及以上多体问题时才能展示出量子计算的优势。



在交流环节，俞大鹏院士和邓修豪副研究员分别就量子比特数量与量子优势的获得、动力学过程的analog 量子模拟整合进该理论框架的可行性进行了提问，引发了在座师生的思考和讨论。



本次报告阐述了量子设备局限性的理论边界，展示了当前量子计算领域的最新进展和面临的挑战，并提出了具有启发性的见解，有效地拓展了量子研究院师生的学科视野与理论思维。