Energie determinate sperimentalmente per H2 (in alto) e valori di aspettativa dei termini di Pauli che entrano nell'Hamiltoniana a due qubit H2 come determinato sui chip QX5 (al centro) e 19Q (in basso). I risultati sperimentali (teorici) sono indicati da simboli (linee). Credito:arXiv:1801.03897 [quant-ph]
Un team di ricercatori dell'Oak Ridge National Laboratory ha dimostrato che è possibile utilizzare computer quantistici basati su cloud per condurre simulazioni e calcoli quantistici. Il team ha scritto un documento che descrive i propri sforzi e risultati e lo ha caricato su arXiv server di prestampa.
Mentre il lavoro procede verso lo sviluppo di computer quantistici in grado di affrontare alcuni dei problemi più difficili dell'informatica, l'attenzione si è spostata sui mezzi con cui tali macchine sarebbero state utilizzate. Per esempio, se i ricercatori costruiscono un grande, costoso computer quantistico in grado di modellare il comportamento di atomi e particelle in condizioni insolite, in che modo i fisici della ricerca potrebbero accedervi e utilizzarlo? Ciò ha portato all'idea del cloud computing quantistico in modo che chiunque possa accedervi e utilizzarlo praticamente da qualsiasi luogo. Questa idea è stata messa in pratica da due società che stanno investendo seriamente in un futuro basato sui computer quantistici. IBM ha sviluppato ciò che chiama Q Experience, e Rigetti ha sviluppato 19Q. Il primo ha un processore quantistico con 16 qubit mentre il secondo ne ha 19. Oltre a costruire i loro computer, entrambe le società hanno anche sviluppato un software che rende disponibili i sistemi su Internet.
Per testare le possibilità di tale piattaforma, il team di Oak Ridge si è dato il compito di utilizzare un computer quantistico per calcolare l'energia di legame nucleare del nucleo di deuterio (quanta energia sarebbe necessaria per separare il neutrone e il protone). Il team ha utilizzato entrambi i sistemi di cloud computing quantistico, che richiedeva una modifica del software per gestire il diverso numero di qubit che le macchine erano in grado di utilizzare. Il team riferisce che il cloud ha risposto con un'energia vincolante che rientrava nel 2% della misura effettiva.
I ricercatori riferiscono che i loro sforzi dimostrano che il calcolo quantistico basato su cloud funziona, e che sarà pronto per il debutto quando verranno sviluppate macchine veramente potenti in grado di svolgere compiti come simulare sistemi fisici quantistici o rivelare meccanismi di reazione in sistemi chimici complessi.
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