يدير العلماء برامج الكم لأول مرة على جهاز كمبيوتر عادي

فيزيائيون من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان (EPFL) وجامعة كولومبيا

قدم نهجا لنمذجة خوارزمية الكم باستخدام جهاز كمبيوتر تقليدي.يستخدم النهج الجديد خوارزمية التعلم الآلي الكلاسيكية التي تحاكي سلوك أجهزة الكمبيوتر الكمومية في المستقبل القريب.

في ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Quantumالمعلومات ، أستاذ EPFL جوزيبي كارليو وطالبة الدراسات العليا بجامعة كولومبيا ماتيا ميدفيدوفيتش ، وجدوا طريقة لأداء خوارزميات الحوسبة الكمومية المعقدة على أجهزة الكمبيوتر التقليدية بدلاً من تلك الكمومية.

"البرمجيات الكمومية" معروفةكيف يتم استخدام خوارزمية التحسين الكمي التقريبي (QAOA) لحل مشاكل التحسين الكلاسيكية في الرياضيات. في الأساس ، إنها طريقة لاختيار أفضل حل لمشكلة ما من مجموعة متنوعة من الحلول الممكنة. وأوضح كارليو أن هناك اهتمامًا كبيرًا بفهم المشكلات التي يمكن حلها بشكل فعال عن طريق الكمبيوتر الكمي ، وتعتبر QAOA واحدة من أكثر المرشحين وضوحًا لذلك.

تم استخدام الذكاء الاصطناعي لأول مرة للكشف بدقة عن الأخطاء الكمومية

لدى QAOA العديد من المؤيدين ، بما في ذلكجوجل ، التي تراهن على التكنولوجيا الكمومية والحوسبة في المستقبل القريب: في عام 2019 ، ابتكروا Sycamore ، معالج كمي سعة 53 كيلوبتًا ، واستخدموه لإكمال مهمة يقدرون أنها ستستغرق كمبيوترًا فائقًا كلاسيكيًا حديثًا بحوالي 10000 دولار. عمر او قديم. أكملت الجميز نفس المهمة في 200 ثانية.

باستخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، طور العلماءطريقة يمكن أن تحاكي تقريبًا سلوك فئة خاصة من الخوارزميات المعروفة باسم خوارزميات الكم المتغيرة ، وهي طرق لتحديد حالة الطاقة الأدنى ، أو "الحالة الأرضية" لنظام كمي. QAOA هو أحد الأمثلة المهمة لمثل هذه العائلة من الخوارزميات الكمومية ، والتي ، وفقًا للباحثين ، من بين المرشحين الواعدين "للميزة الكمية" في أجهزة الكمبيوتر في المستقبل القريب.

النهج يقوم على فكرة أنيمكن استخدام أدوات التعلم الآلي الحديثة لتدريب ومحاكاة الأعمال الداخلية للكمبيوتر الكمومي. الأداة الرئيسية لهذه المحاكاة هي الشبكة العصبية Quantum States ، وهي شبكة عصبية اصطناعية طورها Carleo في عام 2016 مع Mathias Troyer ويتم استخدامها الآن لأول مرة في محاكاة QAOA.

قراءة المزيد:

شاهد كيف يبدأ الثقب الأسود في تدمير نجم

اكتشاف جسيم جديد في مصادم الهادرونات الكبير

تسببت موجة الحر في ذوبان هائل للصفائح الجليدية في جرينلاند