Повышена эффективность работы симуляторов "шумных" квантовых компьютеров
ТАСС, 1 августа. Российские физики разработали подход, позволяющий значительно повысить эффективность работы симуляторов квантовых компьютеров, способных точно воспроизводить работу ныне существующих вычислительных систем, для которых характерен высокий уровень шумов. Об этом сообщила пресс-служба НИТУ МИСИС.
"Результаты исследования важны для эффективной классической симуляции квантовых устройств текущего поколения, операции в которых подвержены шуму. Мы показали, что классическую симуляцию квантовых вычислений можно ускорить, если увеличить размерность математических структур, используемых при проведении расчетов", - пояснил младший научный сотрудник Российского квантового центра (Москва) Денис Куликов, чьи слова приводит пресс-служба НИТУ МИСИС.
Как отмечается в сообщении, все уже существующие и разрабатываемые квантовые компьютеры представляют собой устройства, состоящие из нескольких десятков или сотен квантовых битов, способных совершать тысячи логических операций с небольшим, но не нулевым числом ошибок. Эти сбои в большинстве случаев возникают в результате действия различных помех и случайных факторов, нарушающих квантовое состояние кубитов.
Наличие подобных проблем в работе этих вычислительных машин, которые физики называют NISQ-компьютерами, необходимо учитывать при воспроизведении их работы при помощи классических суперкомпьютеров, что пока сделать достаточно тяжело. Для этих целей ученые пытаются использовать так называемые квази-вероятностные представления квантовой механики, в рамках которых для описания поведения квантовых объектов допустимо использование так называемых отрицательных вероятностей.
Как объясняют Куликов и его коллеги, рост числа подобных "отрицательных" элементов внутри квантовой системы ведет к тому, что ее становится значительно сложнее просчитать при помощи классического компьютера. По этой причине ученые сейчас активно работают над созданием математических подходов, позволяющих снизить уровень "негативности" в просчитываемой системе.
Российские ученые разработали подход, который позволяет значительно уменьшить негативность квантовых цепочек путем подбора наиболее подходящего базиса для их описания, а также при помощи других математических инструментов. Последующие проверки работы этого метода ускорения вычислений показали, что он превосходит уже существующие подходы на базе иных математических принципов. Это, как надеются физики, позволит использовать их методику для дополнительного ускорения разработки "шумных" квантовых компьютеров.
