Algoritma “Fast Forward” Baru Dapat Melepaskan Kekuatan Komputer Quantum

Penghitungan kuantum yang maju pesat melampaui batas waktu yang ditentukan oleh dekoherensi, yang mengganggu mesin saat ini.

Algoritme baru yang memajukan simulasi dapat membawa kegunaan yang lebih besar ke komputer kuantum saat ini dan berbiaya rendah, membuka jalan bagi aplikasi untuk melewati batas waktu ketat yang mencegah banyak kalkulasi kuantum.

“Komputer kuantum memiliki waktu terbatas untuk membuat kalkulasi sebelum sifat kuantumnya yang berguna, yang kita sebut koherensi, rusak,” kata Andrew Sornborger dari divisi Ilmu Komputer, Komputer, dan Statistik di Laboratorium Nasional Los Alamos, dan penulis senior di sebuah makalah. . mengumumkan pencarian. “Dengan algoritme baru yang telah kami kembangkan dan uji, kami akan dapat memajukan simulasi kuantum untuk memecahkan masalah yang sebelumnya tidak terjangkau.”

Komputer yang dibangun dari komponen kuantum, yang dikenal sebagai qubit, berpotensi dapat memecahkan masalah yang sangat sulit yang melebihi kemampuan superkomputer modern yang paling kuat sekalipun. Aplikasi termasuk analisis yang lebih cepat dari kumpulan data besar, pengembangan obat, dan mengungkap misteri superkonduktivitas, untuk menyebutkan beberapa kemungkinan yang dapat mengarah pada penemuan teknologi dan ilmiah yang hebat dalam waktu dekat.

Eksperimen terbaru telah menunjukkan potensi komputer kuantum untuk memecahkan masalah dalam hitungan detik yang membutuhkan komputer milenial konvensional terbaik untuk menyelesaikannya. Tantangannya tetap, bagaimanapun, untuk memastikan bahwa komputer kuantum dapat menangani simulasi yang berarti sebelum koherensi kuantum rusak.

“Kami menggunakan pembelajaran mesin untuk membuat sirkuit kuantum yang dapat mendekati sejumlah besar operasi simulasi kuantum sekaligus,” kata Sornborger. Hasilnya adalah simulator kuantum yang menggantikan urutan kalkulasi dengan satu operasi cepat yang dapat diselesaikan sebelum koherensi kuantum rusak.

Algoritma Variable Fast Forwarding (VFF) yang dikembangkan oleh para peneliti Los Alamos merupakan hibrida yang menggabungkan aspek klasik dan komputasi kuantum. Meskipun teorema yang sudah mapan mengecualikan potensi untuk transmisi cepat umum dengan ketepatan mutlak untuk simulasi kuantum sewenang-wenang, para peneliti menghindari masalah dengan mentolerir kesalahan kalkulasi kecil untuk waktu antara untuk memberikan prediksi yang berguna, jika sedikit tidak sempurna.

Pada prinsipnya, pendekatan ini memungkinkan para ilmuwan untuk secara mekanis mensimulasikan sistem selama mereka suka. Secara praktis, kesalahan yang terakumulasi sebagai waktu simulasi meningkatkan batas perhitungan potensial. Namun, algoritme memungkinkan simulasi jauh melampaui skala waktu yang dapat dicapai komputer kuantum tanpa algoritme VFF.

Keunikan dari proses ini adalah bahwa dibutuhkan dua kali lebih banyak qubit untuk mempercepat penghitungan apa yang membentuk komputer kuantum yang dikirimkan dengan cepat. Dalam makalah yang baru diterbitkan, misalnya, kelompok peneliti mengkonfirmasi pendekatannya dengan mengimplementasikan algoritma VFF pada komputer dua qubit untuk mempercepat penghitungan yang akan dilakukan dalam simulasi kuantum qubit.

Di masa mendatang, para peneliti Los Alamos berencana untuk menemukan batasan algoritme VFF dengan meningkatkan jumlah qubit yang dimajukan dengan cepat, dan memverifikasi sejauh mana mereka dapat memajukan sistem. Riset tersebut dipublikasikan pada 18 September 2020 di jurnal Informasi Kuantum NPj.

Referensi: “Penerusan Cepat Variasi untuk Simulasi Kuantum Melampaui Waktu Koherensi” oleh Cristina Cîrstoiu, Zoe Holmes, Joseph Iosue, Lukasz Cincio, Patrick J. Coles dan Andrew Sornborger, 18 September 2020, Informasi Kuantum NPj.
DOI: 10.1038 / s41534-020-00302-0

Penelitian ini didukung oleh dana dari Los Alamos National Institute of Laboratory Science and Technology, Department of Advanced Scientific Computer Energy Beyond the Moore Law, dan program Research and Development Disutradarai oleh Los Alamos National Laboratory.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ada lebih banyak genetika daripada DNA

Ahli biologi di Inggris dan Austria telah mengidentifikasi 71 gen baru pada tikus. Ahli biologi di Universitas Bath dan Wina telah menemukan 71 gen baru...

Untuk mencegah kelaparan, adaptasi iklim membutuhkan miliaran investasi tahunan tambahan

Investasi dalam penelitian pertanian, pengelolaan air, infrastruktur dapat mencegah pertumbuhan kelaparan yang disebabkan oleh iklim. Untuk mencegah dampak perubahan iklim pada tahun 2050, yang memaksa...

Teknologi Ultra Tipis Canggih untuk Merevolusi Penglihatan Malam – “Kami Membuat Yang Tak Terlihat Terlihat”

Dr. Rocio Camacho Morales mengatakan para peneliti membuatnya "tidak terlihat, terlihat." Kredit: Jamie Kidston, Universitas Nasional Australia Biar ringan! Film ultra-tipis suatu hari...

Maju dalam dekomposisi CO2 dengan efisiensi tinggi

ARA. 1: Metode sintesis fotokatalis tiga komponen baru. Sebuah nanotube karbon enkapsulasi molekul yodium direndam dalam larutan perak nitrat (AgNO3) berair untuk menghasilkan...

Satelit Terkemuka di Lautan – Copernicus Sentinel-6 – Hidup!

Copernicus Sentinel-6 menggunakan mode inovatif yang diselingi dengan altimeter radar frekuensi ganda Poseidon-4 (C- dan Ku-band), yang telah meningkatkan kinerja dibandingkan dengan desain altimeter...

Newsletter

Subscribe to stay updated.