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

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Genom manusia modern tertua, direkonstruksi menggunakan DNA tengkorak berusia 45 tahun

Tengkorak dari Gua Zlatyk dekat Praha ini adalah milik orang modern paling awal yang diketahui di Eropa. Penulis: Marek Jantach Tengkorak fosil seorang wanita...

Peralihan rahasia yang luar biasa terbuka yang dapat merevolusi pengobatan serangan jantung

Para peneliti di Victor Chang Institute for Heart Research di Sydney telah menemukan gen baru yang penting yang kami harap dapat membantu jantung manusia...

Newsletter

Subscribe to stay updated.