Ny algoritme optimerer kvantecomputing-problemløsning

Tohoku University forskere har udviklet en algoritme, der forbedrer evnen hos en canadisk designet kvantecomputer til mere effektivt at finde den bedste løsning på komplicerede problemer, ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

Quantum computing drager fordel af subatomære partiklers evne til at eksistere i mere end en tilstand på samme tid. Det forventes at tage nutidens computing til det næste niveau ved at muliggøre behandling af flere oplysninger på kortere tid.

D-Wave quantum annealer, udviklet af et canadisk firma, der hævder, at det sælger verdens første kommercielt tilgængelige kvantecomputere, anvender begreberne kvantefysik til at løse 'kombinatoriske optimeringsproblemer'. Et typisk eksempel på denne slags problemer stiller spørgsmålet:"Givet en liste over byer og afstandene mellem hvert par byer, hvad er den kortest mulige rute, der besøger hver by og vender tilbage til den oprindelige by? "Virksomheder og industrier står over for en lang række lignende komplekse problemer, hvor de ønsker at finde den optimale løsning blandt mange mulige, der bruger mindst mulig ressourcer.

Ph. D-kandidat Shuntaro Okada og informationsforsker Masayuki Ohzeki fra Japans Tohoku-universitet samarbejdede med den globale bilkomponentproducent Denso Corporation og andre kolleger om at udvikle en algoritme, der forbedrer D-Wave-kvanteanglederens evne til at løse kombinatoriske optimeringsproblemer.

Algoritmen fungerer ved at opdele et oprindeligt stort problem i en gruppe af delproblemer. D-Wave-annealeren optimerer derefter iterativt hvert delproblem for til sidst at løse det oprindelige større. Tohoku University -algoritmen forbedrer en anden algoritme ved hjælp af det samme koncept ved at tillade brug af større delproblemer, i sidste ende fører til, at mere optimale løsninger kommer mere effektivt.

"Den foreslåede algoritme kan også anvendes på den fremtidige version af D-Wave quantum annealer, som indeholder mange flere qubits, "siger Ohzeki. Qubits, eller kvantebits, danne grundenheden i kvanteberegning. "Efterhånden som antallet af qubits, der er monteret i D-Wave-kvanteanglødningsapparatet, stiger, vi vil kunne få endnu bedre løsninger, " han siger.

Teamet har derefter til formål at vurdere nytten af ​​deres algoritme til forskellige optimeringsproblemer.