Российские математики нашли способ уменьшить ошибки в квантовых компьютерах

Молодой математик из Петрозаводска Мария Макарова и её коллеги из Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН предложили новый способ оптимизации работы квантовых компьютеров. Их метод позволяет уменьшить количество ошибок и повысить эффективность квантовых вычислений.

Суть проблемы:

Квантовые компьютеры, работающие на основе кубитов, могут выполнять вычисления в тысячи раз быстрее классических. Однако они крайне чувствительны к помехам: физическая нестабильность кубитов и сложность их взаимодействия приводят к дорогостоящим ошибкам. Одной из ключевых задач является минимизация операций обмена между кубитами, так как каждая дополнительная операция увеличивает вероятность сбоя.

Суть решения:

Учёные предложили использовать для оптимизации квантовых цепей не классическое программное обеспечение, а устройство квантового отжига. Этот метод, по аналогии с металлургией, позволяет системе найти состояние с минимальной энергией — то есть наиболее устойчивую и эффективную конфигурацию кубитов, требующую меньше перестановок.

Результаты:

Апробация метода на облачном квантовом компьютере D-Wave (Канада) показала, что оптимизация с помощью квантового отжига приводит к меньшему числу операций обмена и повышает успешность их выполнения. В некоторых случаях результат оказался лучше, чем при использовании классических алгоритмов оптимизации.

Значение работы:

Исследование является методологически новым, демонстрируя потенциал квантового оборудования для оптимизации самих квантовых вычислений. Это важный шаг на пути к созданию более точных, надёжных и быстрых квантовых компьютеров будущего, которые смогут революционизировать медицину, криптографию, логистику и искусственный интеллект, пишет scientificrussia.ru.