Понимание будущего квантовых вычислений
В рамках захватывающей разработки в области квантовых вычислений исследователи из факультета компьютерных наук Чикагского университета, Притцкеровской школы молекулярной инженерии и Аргоннской национальной лаборатории представили классический алгоритм, который имитирует эксперименты по выборке гауссовых бозонов (GBS).
Это достижение не только помогает прояснить сложности современных квантовых систем, но и представляет собой значительный шаг вперед в нашем понимании того, как квантовые и классические вычисления могут работать сообща. Исследование опубликовано в Nature Physics.
Проблема выборки гауссовых бозонов
Выборка гауссовых бозонов привлекла внимание как многообещающий подход к демонстрации квантовых преимуществ, означающий способность квантовых компьютеров выполнять задачи, которые классические компьютеры не могут выполнять эффективно. Путь, ведущий к этому прорыву, был отмечен серией инновационных экспериментов, которые проверили возможности квантовых систем.
Предыдущие исследования показали, что классические компьютеры не могут моделировать GBS в идеальных условиях. Однако доцент и автор Билл Фефферман отметил, что шум и потеря фотонов, присутствующие в реальных экспериментах, создают дополнительные проблемы, требующие тщательного анализа.
Примечательно, что эксперименты (подобные этим), проведенные командами крупных исследовательских центров из Университета науки и технологии Китая и канадской квантовой компании Xanadu, показали, что, хотя квантовые устройства могут выдавать результаты, соответствующие предсказаниям GBS, наличие шума часто затемняет эти результаты, что приводит к вопросам о том, как они работают. заявленное квантовое преимущество. Эти эксперименты послужили основой для текущих исследований, побудив ученых усовершенствовать свои подходы к GBS и лучше понять его ограничения.
Понимание шумов в квантовых экспериментах
"Хотя теоретические разработки показали, что квантовые системы могут превосходить классические по производительности, шум, присутствующий в реальных экспериментах, создает сложности, требующие тщательного анализа", - пояснил Фефферман. "Понимание того, как шум влияет на производительность, имеет решающее значение, поскольку мы стремимся к практическому применению квантовых вычислений".
Этот новый алгоритм устраняет эти сложности, используя высокие показатели потери фотонов, характерные для современных экспериментов с GBS, для обеспечения более эффективного и точного моделирования. Исследователи использовали классический тензорно-сетевой подход, который основан на поведении квантовых состояний в этих шумных средах, что делает моделирование более эффективным и управляемым при наличии доступных вычислительных ресурсов.
Выдающиеся результаты
Примечательно, что исследователи обнаружили, что их классическое моделирование показало лучшие результаты, чем некоторые современные эксперименты с GBS в различных тестовых условиях.
"То, что мы наблюдаем, - это не провал квантовых вычислений, а скорее возможность улучшить наше понимание их возможностей", - подчеркнул Фефферман. "Это позволяет нам совершенствовать наши алгоритмы и расширять границы того, чего мы можем достичь".
Алгоритм превзошел результаты экспериментов, точно зафиксировав идеальное распределение выходных состояний GBS, что вызвало вопросы о заявленном квантовом преимуществе существующих экспериментов. Это открытие открывает возможности для улучшения дизайна будущих квантовых экспериментов, предполагая, что повышение скорости передачи фотонов и увеличение числа сжатых состояний могут значительно повысить их эффективность.
Последствия для будущих технологий
Последствия этих открытий выходят за рамки квантовых вычислений. Поскольку квантовые технологии продолжают развиваться, они обладают потенциалом революционизировать такие области, как криптография, материаловедение и разработка лекарств. Например, квантовые вычисления могут привести к прорыву в методах безопасной коммуникации, что обеспечит более надежную защиту конфиденциальных данных.
В материаловедении квантовое моделирование может помочь открыть новые материалы с уникальными свойствами, прокладывая путь к прогрессу в технологиях, хранении энергии и производстве. Углубляя наше понимание этих систем, исследователи закладывают основу для практических применений, которые могут изменить подход к решению сложных проблем в различных отраслях.
Стремление к квантовым преимуществам - это не просто академическая задача; оно имеет ощутимые последствия для отраслей, использующих сложные вычисления. По мере развития квантовых технологий они могут сыграть решающую роль в оптимизации цепочек поставок, совершенствовании алгоритмов искусственного интеллекта и улучшении моделирования климата.
Сотрудничество между квантовыми и классическими вычислениями имеет решающее значение для реализации этих достижений, поскольку позволяет исследователям использовать сильные стороны обеих парадигм.
Совокупные исследовательские усилия
Фефферман тесно сотрудничал с профессором Лян Цзяном из Притцкеровской школы молекулярной инженерии и бывшим постдоком Чанхун О, в настоящее время доцентом Корейского института передовых наук и технологий, над предыдущей работой, кульминацией которой стало это исследование.
В 2021 году они исследовали вычислительную мощность зашумленных квантовых устройств промежуточного масштаба (NISQ) с помощью выборки бозонов с потерями. В статье показано, что потери фотонов влияют на стоимость классического моделирования в зависимости от количества входных фотонов, что может привести к экспоненциальной экономии при классической временной сложности.
Вслед за этим их вторая статья была посвящена влиянию шума на эксперименты, призванные продемонстрировать квантовое превосходство, показав, что даже при значительном шуме квантовые устройства все еще могут выдавать результаты, с которыми классическим компьютерам трудно сравниться. В своей третьей статье они исследовали выборку гауссовых бозонов (GBS), предложив новую архитектуру, которая улучшает программируемость и устойчивость к потере фотонов, делая более осуществимыми крупномасштабные эксперименты.
Затем в своей четвертой статье они представили классический алгоритм, который генерирует результаты, тесно связанные с идеальной выборкой бозонов, совершенствуя методы сравнительного анализа и подчеркивая важность тщательного выбора размеров эксперимента для сохранения квантового сигнала в условиях шума.
Наконец, в своем последнем исследовании они разработали классические алгоритмы, вдохновленные квантовой механикой, для решения задач теории графов, таких как поиск наиболее плотного k-подграфа и клики с максимальным весом, а также задачи квантовой химии, называемой генерацией молекулярных вибронных спектров. Их результаты показали, что заявленные преимущества квантовых методов могут быть не столь значительными, как считалось ранее, поскольку их классический сэмплер работает аналогично гауссову бозонному сэмплеру.
Разработка классического алгоритма моделирования не только улучшает наше понимание экспериментов по выборке гауссовых бозонов, но и подчеркивает важность продолжения исследований как в области квантовых, так и классических вычислений. Возможность более эффективного моделирования GBS служит мостом к более мощным квантовым технологиям, в конечном счете помогая ориентироваться в сложностях современных задач.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - 19.06.2025 (990)
20.06.2025 - 07.08.2025 (990)
08.08.2025 - 26.09.2025 (1000)
27.09.2025 - 15.11.2025 (1000)
16.11.2025 - 09.01.2026 (1000)
10.01.2026 - 03.03.2026 (1000)
04.03.2026 - 22.04.2026 (1000)
23.04.2026 - 04.06.2026 (990)
05.06.2026 - 25.07.2026 (1000)
26.07.2026 - 13.09.2026 (1000)
14.09.2026 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Агент ЦРУ утверждает, что Эпштейн может быть жив

Бигфут прячется поблизости от людей

Где в космосе лучше место для жизни

Марсоход запечатлел потрясающий рассвет

Может ли черная дыра оставить след в излучении Хокинга

Молекулярная сложность как признак жизни

Необычные звезды появились не из гиперновых

Неопознанные обьекты - демонические явления

НЛО являются демоническими, а не инопланетными

Обнаружили самый далекий быстрый радиовсплеск

Отель с привидениями 'Милуоки' привлек внимание

Поразительный снимок уникальной сверхновой

Самое необычное облако Марса

Сделали ли нас религиозными волшебные грибы

Секретные программы на инопланетную тематику существуют

Слияние людей с ИИ - наступит через 19 лет

Стволовые клетки выживают в космосе

Черные дыры - ключ к пятому измерению

Экзотический метанол обнаружен в обитаемой зоне

Экспедиция прибыла на место поисков Амелии Эрхарт

Лабораторное оборудование из оргстекла. Точность, герметичность и индивидуальное исполнение

Древние черные дыры существуют в пятимерном мире

Есть ли связь между московием и НЛО

Живых птиц обнаружила СБ в нижнем белье мужчины

Звезда медленно поглощает коричневый карлик

Как выявить признаки жизни в космосе

Квантовые взаимодействия в ранней Вселенной

Космическая радиация и развитие рака

Мир, возрожденный из пепла своей звезды

Млечный путь образовался из тысяч галактик

НАСА нашло на Земле гигантский кусок Луны

Нейтроны и вращающиеся черные дыры

Необычные волны сняли у берегов Мексики

Новые ограничения на аннигиляцию темной материи

Планета земного типа с двумя солнцами

Разнообразные ледяные частицы океана Энцелада

Раскрытие НАСА информации о НЛО неполное

Свидетели НЛО могут дать показания перед Конгрессом

Татуировки научились делать невидимыми

У вас есть сила, чтобы стать хозяином своей реальности

Условия для постоянного присутствия людей на Марсе

Бывший астронавт делится своими взглядами на НЛО

Инопланетяне раскрывают себя

Исследование загадочной лунной пещеры

Как будет вести себя вода на Луне

Когда полюса Земли начали дрейфовать

Космополёты связаны с повышенным риском переломов

Набор добровольцев для поиска черных дыр

НАСА исследует загадочную дыру на Луне

Насколько глубоки отношения с ИИ на самом деле

Наша Вселенная родилась из черной дыры

Разрабатывают невидимые водяные знаки для ИИ-белков

Родился теленок с лишними конечностями

Свидетели инцидента с НЛО дадут показания

Система маломассивных нейтронных звёзд

Следуя за древними дождями Марса

США, Китай и Россия вступают в НЛО-гонку

Ускоренный курс по столкновениям планет

Черные дыры растут вместе с галактиками

Что космопутешествия рассказывают нам о сне

Ядерная война и ИИ могут привести к Армагеддону

Архитектор купил дом в форме НЛО

Внеземная жизнь. Экзопланета выделяет гелий

Встречи с НЛО в Свердловской области

Выставлен на продажу дом в форме НЛО

Гипотеза о ядерной темной материи

Загадочные вспышки - это столкновения мертвых звезд

Звездное скопление не поддается классификации

Земля и Марс созданы по разным рецептам

Инопланетяне могут скоро проявить себя

Крошечная звездная система может быть спутником спутника

Масштабные полицейские поиски пумы в Германии

Материал НАСА для производства на Луне

Обнаружили лунную магнитную окаменелость

Поиск планет-гигантов в близлежащей двойной системе

Расследование крушения НЛО вызвало резонанс

Северный полюс Марса менее запылен

Секретная программа об НЛО будет опубликована

Современные автомобили следят за вами

Цивилизация Наска не была завоевана Уари

Чат-боты в роли оракулов

Бандиты украли знаки с бигфутом в Огайо

Делавэр признан лучшим штатом для наблюдения НЛО

Дело о доме-призраке обсуждалось в парламенте

Загадочные древние курганы на юге США

Зарождается новая религия НЛО

Захватывающие дух фотографии НЛО в Тайбэе

Инсайдер рассказал о инопланетянах-рептилоидах

Каждое поколение получает равную долю благосостояния

Конференция по НЛО состоится в Дэнбери

Метеорит упал в Оклахоме на 100 млн лет позже

Министр энергетики рассказал о наблюдениях НЛО

НЛО над горами в штате Вашингтон

НЛО спрятался в облаках над Тайванем

Новый способ изучения темной энергии

Обнаружили воду, метан и аммиак на экзопланете

Отличные новости с Энцелада

Пилот столкнулся с гигантским НЛО

Станет ли Луис Элизондо правительственным рупором

Струи черных дыр проникают далеко за пределы галактик

Тайна человеческих костей в Гебеклитепе

Ави Леб заключил пари об инопланетянах

Большую кошку видели в районе Бинли-Вудс

В отличие от родителей, дети не боятся ИИ

Загадочные взрывы сотрясают город в Висконсине

ИИ выявит недостоверную медицинскую информацию

Искривлена ли Вселенная

Исчезнувшая цивилизация Красной планеты

Китай пробурил новую сверхглубокую скважину

Мальчик собрал кубик Рубика за пару секунд

Найден сверхпроводник, который нарушает время

Необычные объекты на Луне

НЛО заметили над Астаной

Очередные загадки Сфинкса

Почему льдинки из океана Энцелада различаются

Пророчество Криса Бледсоу об НЛО

Саудовская Аравия будет строить километровый небоскреб

Сверхновая или черная дыра

Секреты марсианских облаков

Скандал 'Дебатгейт' между Рейганом и Картером

Физика невозможного и НЛО над базой подводных лодок

Как выбрать радиатор отопления для квартиры. От параметров дома до покупки

Американские войска стреляли в рептилоидов

Англия запустит военно-космическую эскадрилью

Аризона - первая по количеству наблюдений НЛО

Военные США воюют с инопланетянами

Госсек США перепутал северное сияние с НЛО

Загадочная дыра на Луне ведет в подземную пещеру

Загадочные каменные ливни терзают индийскую деревню

Звезда НФЛ сомневается в высадке на Луну

Исчезновение генерала ВВС привлекло к себе внимание

Квантовое устройство имитирует возникновение материи

Многомерные чёрные дыры скрывают симметрию

Может ли наблюдаться отрицательная масса

Мы может обнаружить магнитные поля на экзопланетах

Новый амортизатор для космических аппаратов

Почему люди продолжают искать Ноев ковчег

Приз за снимок озерного монстра по кличке Пепи

Самый холодный лавовый мир с признаками атмосферы

Солнечные паруса могут остановить астероид-убийцу

США владеют инопланетными технологиями

Тайна артефактов машинного производства

Как выбрать пластиковые окна для квартиры

Американские войска открыли огонь по рептилоидам

Блуждающие черные дыры расскажут историю галактики

Глава НАСА непредубежден в отношении НЛО

Действительно ли Рассел Кроу снял НЛО

Здоровье сердца астронавтов для полета на Марс

Изменении оборонной стратегии США в космосе

ИИ Muse крадет личные данные пользователей

ИИ сдал пользовательницу полиции из-за ее планов

Кампания по созданию статуи человека-лягушки

Над Триполи сняли яркий метеорит

Наша Солнечная система является нестабильной

Неожиданное происхождение астероида Бенну

Новое окно в изучение темной материи

Обратная сторона Луны расскажет о магнитном поле

Пентагон открывает двери для инсайдеров

Плотность темной материи в новой теории гравитации

Роботы скоро уничтожат человечество

Сенсационные заявления об инопланетянах

Треугольное НЛО сняли в Англии

Экзопланета родилась из останков собственной звезды

Несущая способность грунта. Как оценить основание и выбрать надежный фундамент

Венера могла проглотить скалистый спутник

Видимое положение континентов сезонно меняется

Зафиксировали радиосигналы, исходящие от экзопланеты

ИИ искажает данные археологии

ИИ напоминает харизматичного религиозного лидера

ИИ-компаньоны могут подорвать социальные навыки

Как минимум три водных периода на Марсе

Как происходит смена солнечных циклов

Квантовый магнетизм и физика черных дыр

Клетки-зомби в стареющих тканях

Ледяные спутники могут поддерживать жизнь

Микроблазар генерирует самые быстрые частицы

Нейтронная звезда питается голубым гипергигантом

Обьект 3I-ATLAS очень неравнодушен к тяжёлой воде

Останки Нефертити в гробнице Тутанхамона

Свободно летающие легкие космопаруса

Среда формирования первых чёрных дыр

У Красной планеты фиолетовая сторона

Экзопланета вращается в обратном направлении

Юпитер использует сложную систему защиты

От идеи до тиража. Почему бизнесу выгодно работать с рекламным агентством

Боты лишают человечество плюрализма мнений

Наверх
Яндекс.Метрика