Nová studie ze Swinburne: Ověření výsledků kvantových počítačů
Nová studie ze Swinburne se zabývá zásadním paradoxem: pokud kvantové počítače řeší problémy, které nelze ověřit tradičními metodami, jak si můžeme být jisti, že jsou výsledky správné?
Kvantové počítače mají potenciál řešit problémy, o kterých se kdysi myslelo, že jsou neřešitelné v oblastech jako fyzika, medicína a kryptografie. S tím, jak úsilí o výstavbu prvního velkoplošného, bezchybného komerčního kvantového zařízení nabírá na obrátkách, vyvstává zásadní otázka: jak můžeme potvrdit, že tyto zdánlivě nemožné odpovědi jsou skutečně správné?
Na tuto výzvu se zaměřila nová studie ze Swinburne. „Existuje řada problémů, které ani nejrychlejší superpočítač na světě nemůže vyřešit, pokud není ochoten čekat miliony, nebo dokonce miliardy let na odpověď,“ říká vedoucí autor, postdoktorand z centra pro kvantovou vědu a technologickou teorii na Swinburne, Alexander Dellios.
„Proto je třeba vyvinout metody, které umožní porovnávat teorii a výsledky, aniž bychom museli čekat roky na to, aby superpočítač vykonal stejný úkol.“
Vývoj validační metody pro Gaussovy bosonové vzorkovače
Výzkumníci na Swinburne vytvořili techniky pro kontrolu přesnosti výstupů z typu kvantového počítače známého jako Gaussův bosonový vzorkovač (GBS). Tento systém využívá fotony, částice světla, k generování pravděpodobnostních výpočtů, které by nejrychlejším klasickým superpočítačům trvaly tisíce let.
„Za pouhé minuty na notebooku nám vyvinuté metody umožňují určit, zda experiment GBS poskytuje správnou odpověď a jaké chyby, pokud nějaké existují, jsou přítomny.“
Aby demonstrovaly svůj přístup, tým posoudil nedávný experiment GBS, jehož reprodukce by pomocí současných superpočítačů trvala minimálně 9 000 let. Jejich analýza ukázala, že pravděpodobnostní rozdělení GBS neodpovídalo zamýšlenému cíli, což odhalilo přítomnost dalšího šumu, který nebyl analyzován.
Nyní se musí zaměřit na zjištění, zda je replikace alternativního rozdělení výpočetně obtížný úkol, nebo zda tyto chyby způsobily, že kvantový počítač ztratil svou „kvantovost“.
Směrem k bezchybné kvantové výpočetní technice
Odpověď na tuto otázku otevře cestu k bezchybním kvantovým počítačům dostupným na komerční úrovni, čemuž chce Dellios být nablízku. „Vývoj velkoplošných, bezchybních kvantových počítačů je herkulovský úkol, který, pokud bude dosažen, revolucionalizuje oblasti jako jsou vývoj léků, umělá inteligence, kybernetická bezpečnost a umožní nám prohloubit naše porozumění fyzickému vesmíru.“
„Životně důležitou součástí tohoto úkolu jsou škálovatelné metody ověřování kvantových počítačů, které zvyšují naše porozumění tomu, jaké chyby ovlivňují tyto systémy a jak je opravit, což zajišťuje, že si uchovají svou ‚kvantovost‘.“
