标题：清华量子计算成果登顶刊，首次发现噪声影响量子优势，来自丘成桐数学中心团队

量子计算领域首次发现：噪声会造成量子优势突然消亡。这是清华大学丘成桐数学科学中心助理教授魏朝晖团队的最新研究成果，发表在Science子刊《Science Advances》上。

简单理解，当量子计算机的强大已知时，我们需让其稳定运行。长期研究表明，噪声干扰是阻碍此目标实现的主要因素。魏朝晖团队发现，当量子信息处理协议中的噪声强度超过某一阈值时，原本明显的量子优势可能会突然消失。这与直觉相悖，因为通常认为量子计算机性能会随噪声增加而逐渐下降。研究人员进一步提供了完整数学描述，揭示了噪声对量子计算的重大危害。一旦量子计算广泛应用于实际，该研究将指导如何更有效地部署昂贵的量子纠错机制。

概括而言，这项研究主要贡献在于成功刻画了噪声影响量子优势的动态过程，并发现噪声导致量子优势突然消失的现象。研究采用关联生成模型，该模型中的量子协议和经典协议的最小代价分别由PSD rank（半正定秩）和nonnegative rank（非负秩）刻画。团队研究了较强和较弱噪声的影响，发现较强噪声显著降低量子系统的可达性，而较弱噪声增加量子协议的成本。

尽管计算PSD rank和nonnegative rank非常复杂，研究团队通过修正版本解决了这个问题，提供了这些rank的上下界。此外，团队发现噪声造成的量子优势突然消亡现象，表明噪声的危害可能以更剧烈的方式显现。

论文独立通讯作者魏朝晖，目前在清华大学丘成桐数学科学中心任助理教授。他于2009年博士毕业于清华计算机系，曾从事博士后研究并加入清华交叉信息研究院，现任职于丘成桐数学科学中心。他的研究方向包括量子信息理论、量子计算复杂性等。共同一作为交叉信息研究院博士生孙维孝和丘成桐数学科学中心博士生魏付川，其他作者包括丘成桐数学科学中心博士生邵钰菓。更多细节可查阅原论文。