Computerele cuantice au potențialul de a aborda probleme considerate odinioară de nerezolvat, în domenii precum fizica, medicina și criptografia. Cu toate acestea, odată cu intensificarea eforturilor de creare a unui computer cuantic comercial la scară largă și lipsit de erori, apare o întrebare importantă: cum putem confirma că răspunsurile la aceste întrebări „imposibile” sunt corecte?
Un nou studiu al oamenilor de știință de la Universitatea Tehnologică Swinburne din Melbourne, Australia, abordează acest paradox fundamental.
„Există o gamă de probleme pe care nici cele mai rapide supercomputere din lume nu le pot rezolva, doar dacă nu suntem dispuși să așteptăm milioane sau chiar miliarde de ani pentru un răspuns”, spune Alexander Dellios, autorul principal al studiului și cercetător la Centrul de Științe Cuantice al universității australiene. „Prin urmare, pentru a valida computerele cuantice, sunt necesare metode de comparare a teoriei și rezultatelor fără a aștepta ani de zile după un supercomputer.”
Cercetătorii de la Swinburne au creat tehnici pentru a verifica acuratețea rezultatelor unui tip de computer cuantic cunoscut sub numele de Gaussian Boson Sampler (GBS). Acest sistem folosește fotonii (particulele de lumină) pentru a genera calcule de probabilitate care ar necesita mii de ani pentru cele mai rapide supercomputere clasice să le finalizeze.
„În doar câteva minute pe un laptop, metodele dezvoltate ne permit să determinăm dacă un experiment GBS generează răspunsul corect și ce erori, dacă există, sunt prezente.”
Pentru a demonstra abordarea, echipa a evaluat un experiment GBS recent care ar necesita cel puțin 9.000 de ani pentru a fi reprodus folosind supercomputere actuale. Analiza lor a arătat că distribuția de probabilitate GBS nu a corespuns țintei vizate, dezvăluind prezența unui zgomot suplimentar care nu fusese analizat.
Acum trebuie să se concentreze pe aflarea dacă replicarea distribuției alternative este o sarcină dificilă din punct de vedere computațional sau dacă aceste erori au cauzat pierderea „cuanticității” computerului cuantic.
Către computerele cuantice fără erori
Răspunsul la această întrebare va deschide calea pentru computere cuantice fără erori disponibile la nivel comercial.
„Dezvoltarea de computere cuantice la scară largă, fără erori, este o sarcină herculeană care, dacă va fi realizată, va revoluționa domenii precum dezvoltarea medicamentelor, inteligența artificială, securitatea cibernetică și ne va permite să aprofundăm înțelegerea universului fizic.
„O componentă vitală a acestei sarcini o reprezintă metodele scalabile de validare a computerelor cuantice, care ne sporesc înțelegerea erorilor care afectează aceste sisteme și a modului în care le putem corecta, asigurându-ne că își păstrează «cuanticitatea».”
Sursa: SciTechDaily