Tohoku University-onderzoekers hebben een algoritme ontwikkeld dat het vermogen van een in Canada ontworpen kwantumcomputer verbetert om efficiënter de beste oplossing voor gecompliceerde problemen te vinden, volgens een studie gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten .

Quantum computing maakt gebruik van het vermogen van subatomaire deeltjes om tegelijkertijd in meer dan één toestand te bestaan. Verwacht wordt dat het moderne computergebruik naar een hoger niveau zal tillen door de verwerking van meer informatie in minder tijd mogelijk te maken.

De D-Wave kwantumuitgloeier, ontwikkeld door een Canadees bedrijf dat beweert 's werelds eerste commercieel verkrijgbare kwantumcomputers te verkopen, gebruikt de concepten van de kwantumfysica om 'combinatorische optimalisatieproblemen' op te lossen. Een typisch voorbeeld van dit soort problemen stelt de vraag:"Gegeven een lijst met steden en de afstanden tussen elk paar steden, wat is de kortst mogelijke route die elke stad bezoekt en terugkeert naar de oorspronkelijke stad?" Bedrijven en industrieën worden geconfronteerd met een groot aantal vergelijkbare complexe problemen waarin ze de optimale oplossing willen vinden tussen vele mogelijke, met zo min mogelijk middelen.

Ph. D-kandidaat Shuntaro Okada en informatiewetenschapper Masayuki Ohzeki van de Japanse Tohoku University werkten samen met de wereldwijde fabrikant van auto-onderdelen Denso Corporation en andere collega's om een ​​algoritme te ontwikkelen dat het vermogen van de D-Wave-kwantumuitgloeier verbetert om combinatorische optimalisatieproblemen op te lossen.

Het algoritme werkt door een oorspronkelijk groot probleem op te delen in een groep deelproblemen. De D-Wave annealer optimaliseert vervolgens iteratief elk subprobleem om uiteindelijk het oorspronkelijke grotere probleem op te lossen. Het Tohoku University-algoritme verbetert een ander algoritme dat hetzelfde concept gebruikt door het gebruik van grotere subproblemen toe te staan, uiteindelijk leidend tot het komen tot meer optimale oplossingen efficiënter.

"Het voorgestelde algoritme is ook van toepassing op de toekomstige versie van de D-Wave-kwantumuitgloeier, die veel meer qubits bevat, " zegt Ohzeki. Qubits, of kwantumbits, vormen de basiseenheid in quantum computing. "Naarmate het aantal qubits dat in de D-Wave-kwantumuitgloeier is gemonteerd, toeneemt, we zullen nog betere oplossingen kunnen krijgen, " hij zegt.

Het team wil vervolgens het nut van hun algoritme beoordelen voor verschillende optimalisatieproblemen.