Прорив у ПЗ може прискорити розвиток квантових комп'ютерів

Великий прорив у програмному забезпеченні може суттєво прискорити створення більших і надійніших квантових комп'ютерів. Дослідники розробили алгоритм, який дозволяє звичайним ПК виконувати складні квантові симуляції, що раніше були доступні лише найпотужнішим суперкомп'ютерам у світі.

Згідно із заявою науковців, новий підхід дозволяє проводити такі симуляції, використовуючи лише близько 5% обчислювальної потужності, яка раніше була потрібна для суперкомп'ютерів.

Сучасні квантові комп'ютери мають невелику кількість кубітів і схильні до помилок. Для проєктування надійніших систем фізики випробовують нові архітектури через комп'ютерні симуляції. Проте досі для цього були потрібні колосальні ресурси лише кількох суперкомп'ютерних центрів у світі.

Новий алгоритм розробила команда під керівництвом науковців з Единбурзького університету та Британського національного суперкомп'ютерного центру (EPCC) у співпраці з дослідниками з Політехнічної школи Монреаля (Канада).

Вперше алгоритм дозволив звичайним комп'ютерам запускати так званий гауссівський бозонний семплінг (Gaussian boson sampling). Це алгоритм симуляції, призначений для демонстрації квантової переваги світлових (фотонних) квантових комп'ютерів.

Під час тестування класичні комп'ютери зі створеним алгоритмом не лише зрівнялися, а й у деяких сценаріях перевершили можливості реальних фотонних квантових пристроїв.

Алгоритм суттєво знижує використання оперативної пам'яті, час виконання симуляцій та енерговитрати.

Результати дослідження, опубліковані в журналі Science Advances, роблять квантові симуляції доступними для ширшого кола наукових установ.

«Класичне моделювання великомасштабних квантових схем досі досягалося лише завдяки поєднанню розумних алгоритмів та інтенсивного використання суперкомп'ютерів. Наша робота значно покращила використання пам'яті, час виконання та енерговитрати, зробивши загальнодоступним те, що раніше було привілеєм лише кількох центрів у світі», - заявив Д-р Рауль Гарсія-Патрон Санчес (Raul Garcia-Patron Sanchez), керівник дослідження, Інформатична школа Единбурзького університету.

Наразі автори працюють над масштабуванням алгоритму, щоб проводити ще детальніші симуляції фотонних квантових комп'ютерів без збільшення вимог до обладнання.

Як безпечно перейти до системного та керованого використання ChatGPT Business