Forskere har lige simuleret kvanteteknologi på klassisk computerhardware

(Bet_Noire/iStock/Getty Images)

Lurer i baggrunden af ​​søgen efter sandtkvanteovermagthænger en akavet mulighed - hyper-hurtige tal knasende opgaver baseret på kvantetricks måske bare en masse hype .

Nu har et par fysikere fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz og Columbia University i USA fundet på en bedre måde at bedømme potentialet i kortsigtede kvanteanordninger – ved at simulere den kvantemekanik, de er afhængige af. mere traditionel hardware.

Deres undersøgelse gjorde brug af et neuralt netværk udviklet af EPFLs Giuseppe Carleo og hans kollega Matthias Troyer tilbage i 2016, vha. maskinelæring at komme med en tilnærmelse af et kvantesystem, der har til opgave at køre en bestemt proces.



Kendt som Quantum Approximate Optimization Algoritme (QAOA), processen identificerer optimale løsninger på et problem i energitilstande ud fra en liste over muligheder, løsninger der skulle give færrest fejl, når de anvendes.

'Der er stor interesse for at forstå, hvilke problemer der kan løses effektivt af en lige så meget som en computer , og QAOA er en af ​​de mere fremtrædende kandidater,' siger Carleo.

QAOA-simuleringen udviklet af Carleo og Matija Medvidović, en kandidatstuderende fra Columbia University, efterlignede en 54 qubit-enhed – stor, men godt i tråd medseneste resultater inden for kvanteteknologi.

Selvom det var en tilnærmelse af, hvordan algoritmen ville køre på en faktisk kvantecomputer, gjorde den et godt nok stykke arbejde til at fungere som den rigtige vare.

Tiden vil vise, om fremtidens fysikere hurtigt vil knuse jordtilstande i en eftermiddag med QAOA-beregninger på en bona fide-maskine eller tage sig god tid ved at bruge afprøvet binær kode.

Ingeniører er stadiggør utrolige fremskridti at udnytte sandsynlighedens snurrende hjul fanget i kvantekasser. Hvorvidt nuværende innovationer nogensinde vil være nok til at overvinde de største forhindringer i denne generations forsøg på kvanteteknologi er det presserende spørgsmål.

Kernen i hver kvanteprocessor er beregningsenheder kaldet qubits. Hver repræsenterer en bølge af sandsynlighed, en uden en enkelt defineret tilstand, men er robust fanget af en relativt ligetil ligning.

Link sammen nok qubits – hvad der er kendt som sammenfiltring – og den ligning bliver mere og mere kompleks.

Efterhånden som de forbundne qubits stiger i antal, frasnesevis til score til tusindvis, vil den slags beregninger, dens bølger kan repræsentere, efterlade alt, hvad vi kan klare ved hjælp af klassiske bits af binær kode i støvet.

Men hele processen er som at væve et blondetæppe af edderkoppespind: Hver bølge er et pust væk fra at blive viklet ind i sit miljø, hvilket resulterer i katastrofale fejl. Mens vi kanmindske risikoen for sådanne fejl, der er ingen nem måde lige nu at fjerne dem helt.

Men vi kan måske leve med fejlene, hvis der er en enkel måde at kompensere for dem. Indtil videre risikerer den forventede kvantehastighed at blive et fatamorgana, fysikere desperat jagter.

'Men barrieren for 'kvantehastighedsstigning' er næsten stiv, og den bliver løbende omformet af ny forskning, også takket være fremskridtene i udviklingen af ​​mere effektive klassiske algoritmer,' siger Carleo.

Hvor fristende det end kan være at bruge simuleringer som en måde at argumentere for, at klassisk databehandling bevarer en fordel i forhold til kvantemaskiner, insisterer Carleo og Medvidović på, at tilnærmelsens ultimative fordel er at etablere benchmarks i, hvad der kunne opnås i den nuværende æra af nyligt opståede, uperfekte kvanteteknologier.

Ud over det, hvem ved? Kvanteteknologi er allerede et spil nok. Indtil videre er det en, der ser ud til at betale sig pænt.

Denne forskning blev offentliggjort i Natur Quantum Information .

Populære Kategorier: Tech , Natur , Ukategoriseret , Sundhed , Mennesker , Samfund , Fysik , Forklarer , Miljø , Mening ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.