Οι επιστήμονες επιτυγχάνουν κβαντική υπεροχή στην επίλυση πρακτικών προβλημάτων

Ερευνητές από το MIT, το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Πανεπιστήμιο του Ίνσμπρουκ έχουν επιδείξει τις δυνατότητες

κβαντικές τεχνολογίες για την επίλυση πρακτικών προβλημάτωνπροβλήματα βελτιστοποίησης. Για την εργασία τους, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν κβαντικό επεξεργαστή του Χάρβαρντ που αποτελείται από 289 qubits που λειτουργεί σε αναλογική λειτουργία, με πραγματικό βάθος κυκλώματος έως και 32. 

Οι συγγραφείς του έργου σημειώνουν την πρωτοφανή δύναμηκβαντικό εξοπλισμό, ο οποίος επιτεύχθηκε κατά την ερευνητική διαδικασία. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, ο συνδυασμός μεγέθους συστήματος, βάθους κυκλώματος και κβαντικού ελέγχου οδήγησε σε ένα κβαντικό άλμα: η απόδοση του συστήματος στην επίλυση του προβλήματος ήταν υψηλότερη από την αναμενόμενη. 

Στον υπολογιστή δόθηκε το καθήκον του υπολογισμούμέγιστο ανεξάρτητο σύνολο. Αυτό το μαθηματικό πρόβλημα από τη θεωρία γραφημάτων έχει πολλές εφαρμογές στα logistics, τα οικονομικά, τα οικονομικά και το σχεδιασμό δικτύων. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η επίλυση του προβλήματος με την κβαντική επιτάχυνση ανοίγει το δρόμο για την εφαρμογή του κβαντικού υπολογισμού σε πραγματικά βιομηχανικά και κοινωνικά προβλήματα.

Οι ερευνητές σημειώνουν ότι το μεγάλοΤα συστήματα και το βάθος κυκλώματος που χρησιμοποιήθηκαν στη μελέτη κατέστησαν αδύνατη τη χρήση κλασικής προσομοίωσης για προκαταρκτική βελτιστοποίηση των παραμέτρων ελέγχου. Ο κβαντικός-κλασικός υβριδικός αλγόριθμος αναπτύχθηκε σε κλειστό βρόχο με άμεση αυτόματη ανάδραση στον κβαντικό επεξεργαστή.

«Βαθιά κατανόηση της υποκείμενης φυσικήςΟ κβαντικός αλγόριθμος, καθώς και οι θεμελιώδεις περιορισμοί του κλασικού του, μας επέτρεψαν να εφαρμόσουμε τρόπους για να επιτύχουμε την επιτάχυνση μιας κβαντικής μηχανής», λέει η Madeleine Kane, συν-συγγραφέας της μελέτης από το Χάρβαρντ.

Οι συμμετέχοντες στη μελέτη σημειώνουν ότι η σημασίαΗ αντιστοίχιση του προβλήματος και του κβαντικού υλικού παίζει βασικό ρόλο στην αποτελεσματική εφαρμογή του κβαντικού υπολογισμού. Για να επιτευχθεί η μέγιστη αποτελεσματικότητα, πιστεύουν οι επιστήμονες, είναι απαραίτητο η αρχιτεκτονική του συστήματος να ταιριάζει με το πρόβλημα.

Είμαστε πολύ χαρούμενοι που βλέπουμε αυτόν τον κβαντικό υπολογισμόαρχίζουν να φτάνουν στο απαιτούμενο επίπεδο ωριμότητας, όπου το υλικό μπορεί να αναπτύξει αλγόριθμους πέρα ​​από αυτό που μπορεί να προβλεφθεί εκ των προτέρων χρησιμοποιώντας κλασικές υπολογιστικές μεθόδους. Επιπλέον, η παρουσία κβαντικής επιτάχυνσης στην επίλυση πολύπλοκων προβλημάτων είναι εξαιρετικά ενθαρρυντική.

Alex Kisling, Διευθύνων Σύμβουλος της QuEra Computing και συν-συγγραφέας της εργασίας

Διαβάστε περισσότερα

Δείτε το «αθόρυβο» drone με μια νέα γενιά ιοντικής πρόωσης

Ο Ουρανός είναι ένας πολύ περίεργος πλανήτης. Εξηγούμε γιατί οι αστρονόμοι θέλουν να στείλουν ένα ανιχνευτή σε αυτό

Οι επιστήμονες προτείνουν να αναθεωρηθούν τα θεμέλια της κβαντικής φυσικής και να δείξουν πού δεν λειτουργούν