I ricercatori hanno scoperto un metodo di calcolo nuovo e più efficiente per accoppiare l'affidabilità di un computer classico con la forza di un sistema quantistico.

Questo nuovo metodo di calcolo apre le porte a diversi algoritmi ed esperimenti che avvicinano i ricercatori quantistici alle applicazioni e alle scoperte a breve termine della tecnologia.

"Nel futuro, i computer quantistici potrebbero essere utilizzati in un'ampia varietà di applicazioni, incluso aiutare a rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera, sviluppare arti artificiali e progettare prodotti farmaceutici più efficienti, "ha detto Christine Muschik, ricercatore principale presso l'Institute for Quantum Computing (IQC) e membro della facoltà di fisica e astronomia presso l'Università di Waterloo.

Il team di ricerca dell'IQC in collaborazione con l'Università di Innsbruck è il primo a proporre l'approccio basato sulla misurazione in un ciclo di feedback con un normale computer, inventando un nuovo modo per affrontare i problemi dell'hard computing. Il loro metodo è efficiente in termini di risorse e quindi può utilizzare piccoli stati quantistici perché sono personalizzati per tipi specifici di problemi.

Informatica ibrida, dove il processore di un computer normale e un coprocessore quantistico sono accoppiati in un ciclo di feedback, offre ai ricercatori un approccio più robusto e flessibile rispetto al tentativo di utilizzare un solo computer quantistico.

Mentre i ricercatori stanno attualmente costruendo ibridi, computer basati su porte quantistiche, Il team di ricerca di Muschik era interessato ai calcoli quantistici che potevano essere eseguiti senza porte. Hanno progettato un algoritmo in cui viene eseguito un calcolo quanto-classico ibrido eseguendo una sequenza di misurazioni su uno stato quantistico entangled.

La ricerca teorica del team è una buona notizia per gli sviluppatori e gli sperimentatori di software quantistico perché fornisce un nuovo modo di pensare agli algoritmi di ottimizzazione. L'algoritmo offre un'elevata tolleranza agli errori, spesso un problema nei sistemi quantistici, e funziona per una vasta gamma di sistemi quantistici, compresi i coprocessori quantistici fotonici.

L'informatica ibrida è una nuova frontiera nelle applicazioni quantistiche a breve termine. Rimuovendo la dipendenza dalle porte quantistiche, Muschik e il suo team hanno rimosso la lotta con risorse pignoli e delicate e invece, usando stati quantistici entangled, credono di essere in grado di progettare cicli di feedback che possono essere adattati ai set di dati che i computer stanno ricercando in un modo più efficiente.

"I computer quantistici hanno il potenziale per risolvere problemi che i supercomputer non possono, ma sono ancora sperimentali e fragili, " disse Muschik.

Lo studio, "Un eigensolver quantistico variazionale basato sulla misurazione, " che dettaglia il lavoro dei ricercatori è stato recentemente pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica .