Η ερευνητική ομάδα καταδιώκει το πλεονέκτημα στον κβαντικό αγώνα


ποσοστό

Πίστωση: CC0 Public Domain

Οι κβαντικοί ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ έχουν μειώσει δραματικά το χρόνο για την προσομοίωση ενός οπτικού κβαντικού υπολογιστή, με επιτάχυνση περίπου ενός δισεκατομμυρίου σε σχέση με προηγούμενες προσεγγίσεις.


Οι κβαντικοί υπολογιστές υπόσχονται εκθετικές επιταχύνσεις για ορισμένα προβλήματα, με πιθανές εφαρμογές σε τομείς από την ανακάλυψη φαρμάκων έως νέα υλικά για μπαταρίες. Αλλά βρίσκεται ακόμα στα αρχικά του στάδια, επομένως αυτοί είναι μακροπρόθεσμοι στόχοι. Ωστόσο, υπάρχουν συναρπαστικά ενδιάμεσα ορόσημα στο ταξίδι για την κατασκευή μιας χρήσιμης συσκευής. Κάποιος που αυτή τη στιγμή λαμβάνει μεγάλη προσοχή είναι “», όπου ένας κβαντικός υπολογιστής εκτελεί μια εργασία πέρα ​​από τις δυνατότητες ακόμη και των πιο ισχυρών υπερυπολογιστών του κόσμου.

Πειραματική εργασία από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) ήταν ο πρώτος που ισχυρίστηκε το κβαντικό πλεονέκτημα χρησιμοποιώντας φωτόνια—σωματίδια φωτός, σε ένα πρωτόκολλο που ονομάζεται «Δειγματοληψία Μποζονίου Gaussian» (GBS). Το έγγραφό τους υποστήριξε ότι το πείραμα, που πραγματοποιήθηκε σε 200 δευτερόλεπτα, θα χρειαζόταν 600 εκατομμύρια χρόνια για να προσομοιωθεί στον μεγαλύτερο υπερυπολογιστή του κόσμου.

Αντιμετωπίζοντας την πρόκληση, μια ομάδα στα εργαστήρια Quantum Engineering Technology Labs (QET Labs) του Πανεπιστημίου του Μπρίστολ, σε συνεργασία με ερευνητές στο Imperial College London και την Hewlett Packard Enterprise, μείωσαν αυτόν τον χρόνο προσομοίωσης σε μερικούς μόνο μήνες, παράγοντας επιτάχυνσης περίπου ένα δισεκατομμύριο.

Δικα τους χαρτί “Το όριο για το κβαντικό πλεονέκτημα στη δειγματοληψία μποζονίων Gauss”, δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Προόδους της Επιστήμης, έρχεται σε μια εποχή που άλλες πειραματικές προσεγγίσεις διεκδικούν κβαντικό πλεονέκτημα, όπως από τον κβαντικό υπολογισμό ομάδα της Google, οδηγούν επίσης σε βελτιωμένους κλασικούς αλγόριθμους για την προσομοίωση αυτών των πειραμάτων.

Κοινός πρώτος συγγραφέας Jake Bulmer, Ph.D. φοιτητής στο QET Labs, είπε: “Υπάρχει ένας συναρπαστικός αγώνας σε εξέλιξη όπου, από τη μία πλευρά, οι ερευνητές προσπαθούν να δημιουργήσουν όλο και πιο περίπλοκα συστήματα κβαντικών υπολογιστών, τα οποία ισχυρίζονται ότι δεν μπορούν να προσομοιωθούν από συμβατικούς υπολογιστές. Ταυτόχρονα, ερευνητές όπως εμείς βελτίωση των μεθόδων προσομοίωσης έτσι εμείς μπορώ προσομοιώστε αυτές τις υποτιθέμενες αδύνατο να προσομοιώσετε μηχανές!”

“Καθώς οι ερευνητές αναπτύσσουν πειράματα μεγαλύτερης κλίμακας, θα προσπαθήσουν να ισχυριστούν κβαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με τις κλασικές προσομοιώσεις. Τα αποτελέσματά μας θα παρέχουν ένα ουσιαστικό σημείο σύγκρισης με το οποίο θα προσδιορίσουμε την υπολογιστική ισχύ των μελλοντικών πειραμάτων GBS”, δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας, ο Bryn. Bell, Marie Curie Research Fellow στο Imperial College London, τώρα Ανώτερος Κβαντικός Μηχανικός στο Oxford Quantum Circuits.

Οι μέθοδοι της ομάδας δεν εκμεταλλεύονται κανένα λάθος στο πείραμα και έτσι ένα επόμενο βήμα για την έρευνα είναι ο συνδυασμός των νέων μεθόδων με τεχνικές που εκμεταλλεύονται τις ατέλειες του πειράματος του πραγματικού κόσμου. Αυτό θα επιτάχυνε περαιτέρω τον χρόνο προσομοίωσης και θα χτίσει μια μεγαλύτερη κατανόηση του ποιες περιοχές απαιτούν βελτιώσεις.

“Αυτά τα πειράματα κβαντικού πλεονεκτήματος αντιπροσωπεύουν ένα τεράστιο επίτευγμα της φυσικής και της μηχανικής. Ως ερευνητής, είναι συναρπαστικό να συνεισφέρουμε στην κατανόηση του πού προκύπτει η υπολογιστική πολυπλοκότητα αυτών των πειραμάτων. Μας εξέπληξε το μέγεθος των βελτιώσεων που επιτύχαμε. όχι συχνά που μπορείς να ισχυριστείς ότι βρίσκεις μια δισεκατομμυρίου φορές βελτίωση!». είπε ο Τζέικ Μπάλμερ.

Ο Anthony Laing, συν-διευθυντής του QET Labs και συγγραφέας του έργου, δήλωσε: “Καθώς αναπτύσσουμε πιο εξελιγμένες τεχνολογίες κβαντικών υπολογιστών, αυτό το είδος εργασίας είναι ζωτικής σημασίας. Μας βοηθά να κατανοήσουμε τον πήχη που πρέπει να ξεπεράσουμε πριν αρχίσουμε να επίλυση προβλημάτων στην καθαρή ενέργεια και την υγειονομική περίθαλψη που μας επηρεάζουν όλους. Η εργασία είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα ομαδικής εργασίας και συνεργασίας μεταξύ ερευνητών στο ΗΒ Quantum Computing and Simulation Hub και της Hewlett Packard Enterprise.”


Οι ερευνητές επιτυγχάνουν την πρώτη κβαντική προσομοίωση βαρυονίων


Περισσότερες πληροφορίες:
Jacob FF Bulmer et al, Το όριο για το κβαντικό πλεονέκτημα στη δειγματοληψία μποζονίων Gauss, Προόδους της Επιστήμης (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abl9236. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl9236

Han-Sen Zhong et al, Κβαντικό υπολογιστικό πλεονέκτημα με χρήση φωτονίων, Επιστήμη (2021). DOI: 10.1126/science.abe8770

Παραπομπή: Η ερευνητική ομάδα κυνήγησε το πλεονέκτημα στην κβαντική κούρσα (2022, 26 Ιανουαρίου) ανακτήθηκε στις 27 Ιανουαρίου 2022 από https://phys.org/news/2022-01-team-advantage-quantum.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Εκτός από κάθε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς τη γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.



Source link

By koutsobolis

koutsobolis.com

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.