Der russische Quantensimulator löste das Problem eine Woche schneller als ein Supercomputer

Eine Gruppe russischer Wissenschaftler demonstrierte mithilfe eines Quantensimulators eine wirksame Lösung für ein physikalisches Problem.

Ein Simulator mit nur fünf Qubits beschleunigte die Erlangung des Ergebnisses erheblich, dessen Verarbeitung des mathematischen Modells einen 138-Kern-Rechencluster etwa sieben Tage dauerte.

Wissenschaftler haben getestet, ob es verwendet werden kannRussischer Quantensimulator, der auf der Basis von fünf supraleitenden Qubits aufgebaut ist, um das Problem der Zunahme des Rechenvolumens mit zunehmender Anzahl interagierender Objekte zu lösen.

Es stellte sich heraus, dass es sich um ein so einfaches Quantum handelteDas System reicht aus, um die Wechselwirkungen von Lichtteilchen in zwei Stunden zu berechnen. Das Experiment zeigte genau, wie supraleitende Simulatoren dabei helfen können, Probleme in der Materialwissenschaft zu lösen und Phasen von Materie zu untersuchen, die in der Natur nicht vorkommen (z. B. Supraflüssigkeiten).

In dem vorgestellten System kann die Arbeit von Qubits seinso eingerichtet, dass sie das Verhalten von Photonen oder anderen Bosonen nach dem Bose-Hubbard-Modell nachahmen. Tatsächlich ist es durch einfache Beobachtung (direkte Spektroskopie) möglich, das Verhalten einer großen Anzahl von Partikeln in relativ kurzer Zeit zu bestimmen und zu berechnen.

Frühe Quantensimulatoren wegen ihrerUnvollkommenheiten sind häufig mit dem Problem der Nichtübereinstimmung des Simulationsobjekts konfrontiert. In diesem Zusammenhang sagten Skeptiker, dass diese Maschinen nur sich selbst simulieren. Wir haben nicht versucht, das System gegen seine Natur arbeiten zu lassen, sondern ein physikalisches Problem festgestellt - die Berechnung des Verhaltens von Photonen im Bose-Hubbard-Modell, bei der die internen Fähigkeiten optimal genutzt werden.

Gleb Fedorov, MIPT-Doktorand

Dieses Ergebnis erhalten nur fünfTransmon Qubits zeigt, dass die Entwicklung von Systemen mit einer großen Anzahl von Qubits die Beobachtung des Verhaltens von Modellen ermöglicht, deren Komplexität bei der Berechnung weit über die Grenzen der meisten Supercomputer hinausgeht.

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