Vědci simulovali kvantovou technologii pouze na klasických výpočetních zařízeních

Ležící na pozadí hledání skutečné kvantové nadvlády visí na trapné možnosti-hyperrychlé úkoly lámající čísla založené na kvantových tricích Může to být jen spousta hluku.

Nyní dva fyzici z EPFL ve Švýcarsku a Columbia University v USA našli lepší způsob, jak posoudit krátkodobý potenciál kvantových zařízení-simulací kvantové mechaniky, na kterou se spoléhají. Tradičnější zařízení.

Jejich studium těžilo nervová síť Vyvinul jej Giuseppe Carlio z EPFL a jeho kolega Matthias Troyer v roce 2016 pomocí strojové učení Vymyslet aproximaci kvantového systému, který má za úkol spustit konkrétní proces.

známý jako Přibližný algoritmus kvantitativní optimalizace (QAOA), proces identifikuje optimální řešení problému v energetických stavech ze seznamu možností a řešení, která by měla při aplikaci způsobit nejmenší počet chyb.

„Existuje velký zájem porozumět problémům, které lze efektivně vyřešit pomocí.“ kvantový počítača QAOA je jedním z předních kandidátů, “ Říká Carlio.

Simulace QAOA vyvinutá postgraduálním studentem Kolumbijské univerzity Carleem a Matijou Medvidovi simuluje 54bitové zařízení-velké velikosti, ale dobře sladěné s nejnovějšími pokroky v kvantové technologii.

I když se jednalo o přiblížení toho, jak by algoritmus fungoval na skutečném kvantovém počítači, odvedl docela dobrou práci jako skutečný obchod.

Čas ukáže, zda budoucí fyzici rychle stráví odpoledne stavů Země výpočtem QAOA na stroji s dobrou vírou, nebo si udělají čas pomocí osvědčeného binárního kódu.

Inženýři stále dělají úžasný pokrok ve využívání kola možností uvězněných v kvantových boxech. Palčivou otázkou je, zda současné inovace budou dostatečné k překonání největších překážek v pokusu této generace o kvantovou technologii.

Srdcem každého kvantového procesoru jsou výpočetní jednotky zvané qubits. Každý představuje pravděpodobnostní vlnu, jednu bez jednoho konkrétního stavu, ale silně zachycenou relativně přímočarou rovnicí.

Spojte dohromady dost qubits – co je známé jako spleť A tato rovnice se komplikuje.

Jak počet přidružených qubitů stoupá, z desítek na stupně na tisíce, druhy výpočtů, které jejich vlny mohou představovat, zanechají v prachu vše, co dokážeme zvládnout s klasickými bity binárního kódu.

Celý proces je však jako tkaní krajkového koberce z pavučiny: každá vlna se distancuje od zapletení do svého prostředí, což má za následek fatální chyby. I když můžeme riziko takových chyb snížit, nyní neexistuje snadný způsob, jak je zcela odstranit.

Můžeme však žít s chybami, pokud existuje jednoduchý způsob, jak je nahradit. Očekávaná kvantová akcelerace prozatím riskuje, že bude fatamorgánou, o kterou se fyzikové intenzivně snaží.

Překážka „kvantové akcelerace“ je však téměř pevná a je neustále přetvářena novým výzkumem, a to i díky pokroku ve vývoji efektivnějších klasických algoritmů. Říká Carlio.

Jakkoli lákavé může být použití simulací k obraně, že si klasické počítače zachovávají výhodu oproti kvantovým strojům, Carlio a Medvedovich trvají na tom, že konečným přínosem sbližování je stanovení standardů toho, čeho lze dosáhnout v Tento věk nově vznikajících nedokonalých kvantových technologií.

Kromě toho, kdo ví? Kvantová technologie už k hazardu stačí. Zatím to vypadá, že se to dobře vyplácí.

Tento výzkum byl publikován v Nature Quantum Information.