Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Kombinationen af ​​klassisk og kvanteberegning åbner døren til nye opdagelser

Kredit:CC0 Public Domain

Forskere har opdaget en ny og mere effektiv beregningsmetode til at parre pålideligheden af ​​en klassisk computer med styrken af ​​et kvantesystem.

Denne nye computermetode åbner døren til forskellige algoritmer og eksperimenter, der bringer kvanteforskere tættere på kortsigtede anvendelser og opdagelser af teknologien.

"I fremtiden, kvantecomputere kan bruges i en lang række applikationer, herunder hjælpe med at fjerne kuldioxid fra atmosfæren, udvikle kunstige lemmer og designe mere effektive lægemidler, " sagde Christine Muschik, en hovedforsker ved Institute for Quantum Computing (IQC) og et fakultetsmedlem i fysik og astronomi ved University of Waterloo.

Forskerholdet fra IQC i samarbejde med universitetet i Innsbruck er de første til at foreslå den målebaserede tilgang i en feedback-loop med en almindelig computer, opfinde en ny måde at tackle hårde computerproblemer på. Deres metode er ressourceeffektiv og kan derfor bruge små kvantetilstande, fordi de er skræddersyet til specifikke typer problemer.

Hybrid computing, hvor en almindelig computers processor og en kvante-co-processor er parret i en feedback-loop, giver forskere en mere robust og fleksibel tilgang end at forsøge at bruge en kvantecomputer alene.

Mens forskere i øjeblikket bygger hybrid, computere baseret på kvanteporte, Muschiks forskerhold var interesseret i de kvanteberegninger, der kunne udføres uden porte. De designede en algoritme, hvor en hybrid kvante-klassisk beregning udføres ved at udføre en sekvens af målinger på en sammenfiltret kvantetilstand.

Holdets teoretiske forskning er gode nyheder for kvantesoftwareudviklere og -eksperimentalister, fordi det giver en ny måde at tænke optimeringsalgoritmer på. Algoritmen tilbyder høj fejltolerance, ofte et problem i kvantesystemer, og arbejder for en bred vifte af kvantesystemer, inklusive fotoniske kvante-co-processorer.

Hybrid computing er en ny grænse inden for kortsigtede kvanteapplikationer. Ved at fjerne afhængigheden af ​​kvanteporte, Muschik og hendes team har fjernet kampen med kræsne og delikate ressourcer og i stedet, ved at bruge sammenfiltrede kvantetilstande, de mener, at de vil være i stand til at designe feedback-loops, der kan skræddersyes til de datasæt, som computerne forsker i, på en mere effektiv måde.

"Kvantecomputere har potentialet til at løse problemer, som supercomputere ikke kan, men de er stadig eksperimentelle og skrøbelige, " sagde Muschik.

Studiet, "En målebaseret variationskvanteegenopløser, ", som detaljerede forskernes arbejde blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve .


Varme artikler