为了评估超级计算机的性能，计算机科学家转向了一种标准工具：一组
LINPACK算法，可帮助检查机器如何解决大量变量的问题。 但是对于量子计算机而言，有一天将能够解决普通计算机无法解决的问题，因此不存在这样的性能衡量标准。
原因之一是必须使用量子力学定律来加快某些计算速度的计算机仍处于基本状态，并且这种计算机的各种可能的设备电路彼此竞争。 在其中一些中，用于计算的量子位或量子位被封装在一系列“捕获的”离子的自旋中，而其他一些则依赖于响应微波辐射而共振的超导金属片。 得克萨斯大学奥斯汀分校的IT专家Scott Aaronson说，比较基本的体系结构就像“就像我们去托儿所决定哪个婴儿将成为著名的篮球运动员一样”。
但是，研究人员已经开始尝试测量量子计算机的速度。 2019年6月，普林斯顿大学的IT专家Margaret Martonosi及其同事对IBM的量子计算机，伯克利的Rigetti Computing以及大学公园的马里兰大学（UMD）进行了比较。 运行在捕获离子上的UMD机器比其他超导计算机更准确地处理了12种测试算法中的大多数，该团队在凤凰国际计算机体系结构研讨会上宣布了这一点。 UMD的物理学家，IonQ的创始人克里斯托弗·梦露（Christopher Monroe）预测，这样的比较将有一天成为标准。 “这些玩具算法为我们提供了一个简单的答案-是否有效？” 但是，甚至Martonosi也警告在这些测试中必须格外小心。 该分析甚至强调了比较量子计算机有多么困难，因此，开发人员可以自由选择度量标准，以使他们的计算机以尽可能最佳的方式曝光。
常规计算机使用以晶体管形式编码的信息位，这些信息可以导通和截止，表示零或一。 量子位可以同时表示零和一，以编码离子中的一种状态，其自旋可以为零，单个或可以同时处于两种状态。 量子位允许计算机同时处理传入数据的数组，而不是依次进行处理。 但是，机器的真正功能不是通过这种大规模的并行性来实现的，而是通过一种解决问题的方法来实现的，这些问题的解决方案可以被编码为量子比特之间飞溅的量子波。 这些波以这样一种方式进行干扰：错误的决策下沉，正确的决策浮出水面。
例如，量子计算机可以基于大量分解来破解Internet加密系统-对于经典计算机而言，这是一项非常艰巨的任务。 但是解决这些问题将需要100,000个量子比特，以及纠正敏感量子波中误差的方法。 研究人员说，这种机器不会出现数十年。 但是，只有几十个噪声量子比特的量子计算机将很快能够在某些任务中与普通量子比特竞争，并且开发人员已经在寻找合适的指标来证明这一点。
量子飞跃
Rigetti Computing正在寻找一种可以为基于超导芯片的量子计算机提供实际优势的应用。 其他公司正在推广其他指标以衡量进度。
最常见的指标之一是解决常规计算机或所谓计算机过多的问题。 量子优势。 圣塔芭芭拉（Santa Barbara）物理学家约翰·马丁尼斯（John Martinis）说：“这就像一个展示您的量子计算机性能的'Hello world！'项目。”
Google的研究人员选择的任务非常抽象。 实际上，他们对自己的量子计算机进行编程，以对量子位执行一组不断重复的随机操作。 由于量子干扰，一台机器必须产生某些零序列和一个零序列，其概率要高于其他序列。 如果没有干扰，则那些序列和其他序列的出现概率将是相同的。 此外，随着工作位数的增加，预测工作结果的确切分布已超出了传统计算机的能力。 因此，如果Google研究人员能够为他们的72量子位的机器测量这种特征分布，那将意味着他们已经通过计算常规计算机无法获得的东西而获得了量子优势。 但是，加州大学戴维斯分校的数学家格雷格·库珀伯格说，这种神秘的演习不会打开实用量子计算机的时代。 “这是解决完全无用的任务的优势。”
相反，里格蒂（Rigetti）的研究人员试图证明他们的量子计算机能够比平时更准确，更快或更便宜地执行某些有用的任务-他们将此度量标准称为量子优势。 该初创公司的物理学家和物理学家查德·里格蒂（Chad Rigetti）说：“我们希望获得能够向我们展示最短商业价值途径的特性。” 他说，例如，量子计算机可能是建模对冲基金中金融资产复杂相互作用的理想选择。
2018年9月，Rigetti向第一位设法在其计算机上实现量子优势的用户提供了100万美元，每个人都可以使用。 当前版本使用16个超导量子位。 麻省理工学院物理学家Aram Harrow说，由于度量中包括诸如成本之类的因素，因此量子优势没有严格的定义。 哈罗说：“但是，如果它们有点模糊，对里奇蒂没什么大不了的。”
IBM的研究人员已经确定了它们的度量标准，即量子体积-它可以测量量子计算机的性能，而无需与传统计算机进行比较。 它包括对量子计算机进行随机计算检查，类似于在Google上所做的工作。 它既取决于量子位的数量，也取决于机器在清除其量子状态之前可以承受的计算周期的数量。
IBM研究中心的物理学家Jay Gambetta说，使用一台具有20个超导量子位的机器，IBM科学家的量子量已达到16个单位，并计划每年将其翻一番。 纽约州约克镇高地的托马斯·沃森。 他说，突破性的应用自然会随之而来。 “我认为不应该在优势等方面打上标记。 我们朝着更大的成就迈进时就意识到了这一点。”
而且有直接的比较，例如马托诺西（Martonosi）的比较。 在她的测试中，与不超过50％的情况下解决问题的超导量子比特机相比，一台5量子位的离子机可以在90％的情况下正确解决所有问题。 Martonosi说，这种差异反映了当前的技术状态，而不是其潜力。 例如，在超导机器中，每个量子位仅与其邻居相互作用，而UMD机器中的每个离子则与所有其他离子相互作用，因此具有优势。 但是带有离子的大型机器将不再具有这一优势。
Martonosi说，比较表明，对所有量子计算机进行编程以解决量子位噪声及其连接性方面的差异时，它们的性能将得到显着改善。 她说：“它可用于多种硬件选择。” “那太酷了。”
哈罗想知道，从长远来看，当前指标将有多大用处。 他说，量子计算的主要困难是找到可以扩展到数千个量子比特的技术。 “而且这些指标与扩展问题非常松散相关。”