Onderzoekers hebben een nieuwe en efficiëntere rekenmethode ontdekt om de betrouwbaarheid van een klassieke computer te koppelen aan de kracht van een kwantumsysteem.

Deze nieuwe computermethode opent de deur naar verschillende algoritmen en experimenten die kwantumonderzoekers dichter bij toepassingen en ontdekkingen van de technologie op korte termijn brengen.

"In de toekomst, kwantumcomputers kunnen worden gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder het helpen verwijderen van koolstofdioxide uit de atmosfeer, het ontwikkelen van kunstmatige ledematen en het ontwerpen van efficiëntere geneesmiddelen, " zei Christine Muschik, een hoofdonderzoeker aan het Institute for Quantum Computing (IQC) en een faculteitslid in natuurkunde en sterrenkunde aan de Universiteit van Waterloo.

Het onderzoeksteam van IQC in samenwerking met de Universiteit van Innsbruck is de eerste die de op metingen gebaseerde benadering voorstelt in een feedbacklus met een gewone computer, het uitvinden van een nieuwe manier om harde computerproblemen aan te pakken. Hun methode is efficiënt met hulpbronnen en kan daarom kleine kwantumtoestanden gebruiken omdat ze op maat zijn gemaakt voor specifieke soorten problemen.

Hybride computergebruik, waarbij de processor van een gewone computer en een kwantumcoprocessor zijn gekoppeld aan een feedbacklus, geeft onderzoekers een robuustere en flexibelere aanpak dan proberen alleen een kwantumcomputer te gebruiken.

Terwijl onderzoekers momenteel hybride bouwen, computers gebaseerd op kwantumpoorten, Het onderzoeksteam van Muschik was geïnteresseerd in de kwantumberekeningen die zonder poorten kunnen worden gedaan. Ze ontwierpen een algoritme waarin een hybride kwantum-klassieke berekening wordt uitgevoerd door een reeks metingen uit te voeren op een verstrengelde kwantumtoestand.

Het theoretische onderzoek van het team is goed nieuws voor ontwikkelaars van kwantumsoftware en experimentatoren, omdat het een nieuwe manier van denken over optimalisatie-algoritmen biedt. Het algoritme biedt een hoge fouttolerantie, vaak een probleem in kwantumsystemen, en werkt voor een breed scala aan kwantumsystemen, inclusief fotonische quantum co-processors.

Hybrid computing is een nieuwe grens in kwantumtoepassingen op korte termijn. Door de afhankelijkheid van kwantumpoorten weg te nemen, Muschik en haar team hebben de strijd met kieskeurige en delicate middelen weggenomen en in plaats daarvan, door verstrengelde kwantumtoestanden te gebruiken, ze denken dat ze op een efficiëntere manier feedbackloops kunnen ontwerpen die kunnen worden afgestemd op de datasets die de computers onderzoeken.

"Kwantumcomputers hebben het potentieel om problemen op te lossen die supercomputers niet kunnen, maar ze zijn nog steeds experimenteel en kwetsbaar, ' zei Muschik.

De studie, "Een op metingen gebaseerde variatiekwantum-eigensolver, " welke details het werk van de onderzoekers onlangs in het tijdschrift is gepubliceerd Fysieke beoordelingsbrieven .