Ora c’è la prova che il calcolo quantistico è superiore alla varietà classica

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Ricerca IBM

I ricercatori di IBM Research, l'Università di Waterloo e la Technical University di Monaco hanno appena dimostrato il mantra dell'informatica quantistica "Posso fare ciò che puoi fare, solo meglio" vero. Descritto come una pietra miliare nella storia delle scienze informatiche, i ricercatori hanno condotto un esperimento, dimostrando per la prima volta con un esempio tangibile, che un computer quantico può svolgere compiti che i computer classici non possono svolgere. Prima della pubblicazione di questa ricerca, i vantaggi dell'informatica quantistica erano principalmente descritti in termini teorici.

Un computer quantistico è descritto come un computer che utilizza fenomeni quantomeccanici, secondo Wikipedia . A differenza di un computer tradizionale, che codifica i dati in bit binari, i computer quantistici utilizzano bit quantici, noti anche come qubit. "In un computer quantistico, tuttavia, un po 'può essere sia zero che uno allo stesso tempo", ha osservato TechXplore . "Questo perché le leggi della fisica quantistica consentono agli elettroni di occupare più stati contemporaneamente. Bit quantistici, o qubit, esistono quindi in più stati sovrapposti. "

I circuiti quantici sono progettati con un compromesso tra il numero di qubit su un circuito e il numero di operazioni che possono essere eseguite su quei qubit, ha spiegato la scheda madre . Questo è noto come la profondità di un circuito e l'aumento del numero di qubit o profondità aumenterà le capacità computazionali di un computer quantistico. Tuttavia, a causa del trade-off, l'aumento dei qubit limiterebbe il numero di operazioni, risultando in una profondità ridotta. Ciò rende difficile dimostrare il vantaggio dell'informatica quantistica rispetto ai computer classici in passato.

Per dimostrare che il computer quantistico è in grado di raggiungere compiti che i computer classici non possono svolgere, i ricercatori hanno usato un algoritmo basato sul problema di Bernstein-Vazirani. Il problema sarebbe stato impossibile per un computer classico risolvere a una profondità costante: un computer classico avrebbe richiesto la crescita della profondità del circuito.

Tuttavia, usando l'idea di non-località in fisica quantistica, Konig e il suo team hanno progettato un circuito quantico costituito da circuiti paralleli più piccoli o poco profondi. Combinati, questi circuiti sono ancora considerati un sistema unico basato sull'idea di nonlocalità e il sistema è stato in grado di risolvere il problema utilizzando un numero fisso di operazioni. Ciò significa che il computer quantistico è riuscito a risolvere la sfida utilizzando una "profondità costante".

"Così come si aumenta il numero di bit di input, la profondità dell'algoritmo quantico che risolve il problema rimane costante", ha spiegato a TechCrunch il ricercatore di IBM Research Segey Bravyi.

Tuttavia, ci vorranno probabilmente anni, se non decenni, per fornire risultati del mondo reale che sfruttino appieno i vantaggi dell'informatica quantistica . "Il nostro risultato mostra che l'elaborazione di informazioni quantistiche fornisce davvero dei vantaggi – senza dover fare affidamento su congetture teoriche di complessità non dimostrate", ha detto il ricercatore Robert Konig dell'Università tecnica di Monaco, secondo Science Daily . Il lavoro di Konig, intitolato "Il vantaggio quantico con circuiti superficiali", è stato scritto congiuntamente da Bravyi di IBM Research e David Gosset dell'Istituto per l'informatica quantistica dell'Università di Waterloo.

( Fonte )

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