Un ricercatore di Skoltech ha colmato le lacune che collegano i simulatori quantistici con i computer quantistici più tradizionali, scoprire un nuovo modello computazionalmente universale di computazione quantistica, il modello variazionale. Il documento è stato pubblicato come Lettera sulla rivista Revisione fisica A . Il lavoro è stato inserito nell'elenco dei suggerimenti della redazione.

Un simulatore quantistico è costruito per condividere proprietà con un sistema quantistico target che desideriamo comprendere. I primi simulatori quantistici erano "dedicati", il che significa che non potevano essere programmati, sintonizzato o regolato e quindi potrebbe imitare uno o pochissimi sistemi target. I moderni simulatori quantistici consentono un certo controllo sulle loro impostazioni, offrendo più possibilità.

A differenza dei simulatori quantistici, il tanto promesso computer quantistico è un sistema quantistico completamente programmabile. Mentre la costruzione di un processore quantistico completamente programmabile rimane sfuggente, processori quantistici rumorosi in grado di eseguire brevi programmi quantistici e offrire una programmabilità limitata sono ora disponibili nei principali laboratori di tutto il mondo. Questi processori quantistici sono più vicini ai simulatori quantistici più affermati.

Nonostante i prototipi di processori quantistici di oggi soffrano di rumore e una generale mancanza di controllabilità, abbiamo assistito a incredibili dimostrazioni della supremazia computazionale quantistica da parte di Google e di scienziati in Cina. La supremazia computazionale quantistica mostra che i processori quantistici possono eseguire determinati compiti in modo notevolmente più veloce persino dei principali supercomputer del mondo.

La supremazia computazionale quantistica è stata raggiunta utilizzando solo una programmabilità limitata:un programma quantistico fisso e breve, o circuito, può essere sintonizzato, seguito da semplicistiche misurazioni quantistiche. I ricercatori di tutto il mondo si stanno chiedendo fino a che punto questo approccio semplicistico potrebbe essere spinto verso applicazioni più pratiche della supremazia quantistica.

"Quando un simulatore quantistico diventa un computer quantistico? I processori quantistici di Google e altrove sono stati spesso descritti come "situati da qualche parte tra un simulatore quantistico dedicato e un computer quantistico programmabile". sintonizzazione variazionale di un circuito quantistico per ridurre al minimo una funzione di costo calcolata in modo classico.Questo approccio risulta rappresentare un modello universale di calcolo quantistico, il che significa che un simulatore quantistico necessita solo di un controllo aggiuntivo limitato per eseguire algoritmi quantistici generali, "Note del Professore Associato di Skoltech Jacob Biamonte.

biamonte, che dirige il Laboratorio per l'elaborazione quantistica dell'informazione, ha provato, come i redattori della nota di giornale, "che l'approccio variazionale contemporaneo agli algoritmi quantistici consente un modello universale di calcolo quantistico". La redazione ha proseguito affermando che "Questo avvicina le risorse necessarie per il calcolo quantistico universale ai processori quantistici contemporanei".

"Lo studio colma il divario tra un simulatore quantistico programmabile e un computer quantistico universale. L'analisi ha fornito un nuovo mezzo per implementare algoritmi quantistici utilizzando un approccio variazionale, "dice Biamonte.