amerika gazete haberleri haberler
Yaşam

Hibrit Algoritmalardaki İlerleme Küçük, Gürültülü Kuantum Bilgisayarları Uygulanabilir Hale Getiriyor

Hibrit algoritmalar, sınırlı kübitleri, gerçek dünyadaki görevler için hata düzeltme eksikliğini barındırabilir.

Nature Reviews Physics’teki bir makalede bildirildiği gibi , Los Alamos Ulusal Laboratuvarı ve diğer önde gelen kurumlar, tamamen olgun kuantum bilgisayarların ortaya çıkmasını beklemek yerine, günümüzün gürültülü ortamlarından en yüksek performansı ve potansiyel olarak kuantum avantajını elde etmek için hibrit klasik/kuantum algoritmaları geliştirdiler. , hataya açık donanım. Varyasyonel kuantum algoritmaları olarak bilinen bu algoritmalar, kuantum sistemlerini manipüle etmek için kuantum kutularını kullanırken, iş yükünün çoğunu klasik bilgisayarlara kaydırarak şu anda en iyi yaptıkları şeyi yapmalarına izin veriyor: optimizasyon problemlerini çözme.

“Kuantum bilgisayarlar, belirli görevler için klasik bilgisayarlardan daha iyi performans gösterme sözü veriyor, ancak şu anda mevcut olan kuantum donanımlarında uzun algoritmalar çalıştıramıyorlar. Los Alamos’ta kuantum hesaplama , kuantum makine öğrenimi ve kuantum bilgisi konusunda uzmanlaşmış bir fizikçi ve makalenin başyazarı Marco Cerezo, çevreyle etkileşime girdiklerinde çok fazla gürültüye sahipler ve bu da işlenmekte olan bilgiyi bozuyor” dedi . “Varyasyonel kuantum algoritmaları ile her iki dünyanın da en iyisini elde ediyoruz. Klasik bilgisayarların kolayca yapamadığı görevler için kuantum bilgisayarların gücünü kullanabilir, ardından kuantum cihazlarının hesaplama gücünü tamamlamak için klasik bilgisayarları kullanabiliriz.”

Mevcut gürültülü, orta ölçekli kuantum bilgisayarların 50 ila 100 kübiti vardır, “kuantumluklarını” hızla kaybederler ve daha fazla kübit gerektiren hata düzeltmesi yoktur. Bununla birlikte, 1990’ların sonlarından bu yana, teorisyenler idealize edilmiş büyük, hata düzelten, hataya dayanıklı bir kuantum bilgisayarda çalışacak şekilde tasarlanmış algoritmalar geliştiriyorlar.

“Bu algoritmaları henüz uygulayamıyoruz çünkü saçma sapan sonuçlar veriyorlar veya çok fazla kübit gerektiriyorlar. Los Alamos’ta algoritmalar geliştiren teorik fizikçi ve makalenin başyazarı Patrick Coles, bu yüzden insanlar sahip olduğumuz donanımın kısıtlamalarına uyum sağlayan bir yaklaşıma ihtiyacımız olduğunu anladılar – bir optimizasyon sorunu” dedi.

Coles, “İlgilenen tüm sorunları, potansiyel olarak kuantum avantajıyla, yani kuantum bilgisayarın klasik bir bilgisayarı görevde yendiği anlamına gelen optimizasyon sorunlarına dönüştürebileceğimizi bulduk” dedi. Bu problemler arasında malzeme bilimi ve kuantum kimyası için simülasyonlar, çarpanlara ayırma sayıları, büyük veri analizi ve kuantum bilgisayarlar için önerilen hemen hemen her uygulama yer alıyor.

Algoritmalara varyasyonel denir çünkü optimizasyon süreci, bir tür makine öğrenimi olarak algoritmayı anında değiştirir. Algoritmanın görevi ne kadar iyi yerine getirdiğini ölçen matematiksel bir ifade olan bir maliyet fonksiyonunu en aza indirmek için parametreleri ve mantık kapılarını değiştirir. Maliyet fonksiyonu mümkün olan en düşük değerine ulaştığında problem çözülür.

Değişken kuantum algoritmasındaki yinelemeli bir işlevde, kuantum bilgisayar maliyet işlevini tahmin eder ve ardından bu sonucu klasik bilgisayara geri iletir. Klasik bilgisayar daha sonra giriş parametrelerini ayarlar ve bunları optimizasyonu tekrar çalıştıran kuantum bilgisayara gönderir.

İnceleme makalesi, bu yeni ortaya çıkan alanda başlayan araştırmacılar için kapsamlı bir giriş ve pedagojik referans olması amaçlanmıştır. İçinde yazarlar, algoritmalar için tüm uygulamaları ve nasıl çalıştıklarını tartışırken, zorlukları, tuzakları ve bunların nasıl ele alınacağını ele alıyor. Son olarak, önümüzdeki birkaç yıl içinde kullanıma sunulacak bilgisayarlarda kuantum avantajı elde etmek için en iyi fırsatları göz önünde bulundurarak geleceğe bakıyor.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
İstanbul evden eve nakliyat izmir dijital ajans dijital pazarlama