Kvantna računala međusobno provjeravaju točnost

Kvantna računala napreduju nevjerojatno brzo i jedan su od naših najboljih alata za rješavanje velikih računalnih problema. Međutim, kvantna su računala osjetljiva na vanjske utjecaje i sklona pogreškama, što može utjecati na njihovu točnost. 

Budući da se neka kvantna računala više ne mogu neovisno verificirati simulacijom s klasičnim računalima, istraživači traže nove načine provjere njihove točnosti. 

Istraživanje je objavljeno u časopisu Fizički pregled X. 

Chiara Greganti je fizičarka na Sveučilištu u Beču. 

"Kako bismo u potpunosti iskoristili buduća kvantna računala za kritične izračune, potreban nam je način da osiguramo ispravan izlaz, čak i ako ne možemo izvesti dotični izračun drugim sredstvima", kaže Greganti.

Kvantna računala provjeravaju jedno drugo

Tim je krenuo u razvoj i implementaciju postupka unakrsne provjere koji kvantnim računalima omogućuje provjeru rezultata izračuna drugoga. Uređaji su srodni, ali bitno različiti jedan od drugoga. 

Martin Ringbauer je sa Sveučilišta u Innsbrucku.

"Tražimo od različitih kvantnih računala da izvode različite nasumične proračune", kaže Ringbauer. "Ono što kvantna računala ne znaju je da postoji skrivena veza između izračunavanja koja rade." 

Tim može generirati više različitih izračuna iz zajedničkog izvora oslanjajući se na alternativni model kvantnog računalstva izgrađenog na strukturama grafova.

"Iako se rezultati mogu činiti nasumični i izračuni su različiti, postoje određeni rezultati koji se moraju slagati ako uređaji rade ispravno", nastavio je.

Provedba metode

Tim je implementirao metodu na pet trenutnih kvantnih računala koja koriste četiri različite hardverske tehnologije:

• Supravodljivi krugovi
• Zarobljeni ioni
• Photonics
• Nuklearna magnetska rezonanca

Metoda radi na trenutnom hardveru i ne zahtijeva nikakve posebne zahtjeve. Tim je također pokazao da se ova tehnika može koristiti za provjeru jednog uređaja protiv njega samog. Dva se rezultata slažu samo ako su oba točna, a to je zbog toga što su proračuni vrlo različiti. 

Nova tehnika također ne zahtijeva od istraživača da pogledaju puni rezultat izračuna, što često oduzima puno vremena.

Tommaso Demarie je iz Entropica Labsa u Singapuru.

Dovoljno je provjeriti koliko se često različiti uređaji slažu za slučajeve gdje bi trebali, što se može učiniti čak i za vrlo velika kvantna računala”, kaže Demarie.

Ova nova tehnika posebno je važna jer kvantna računala postaju sve dostupnija, pa može pomoći osigurati da ti uređaji rade ono što bi trebali.

Tim koji radi na ovoj tehnici sastoji se od sveučilišnih istraživača i stručnjaka iz industrije kvantnog računalstva iz više tvrtki. 

Joe Fitzsimons je iz tvrtke Horizon Quantum Computing u Singapuru. 

"Ova bliska suradnja akademske zajednice i industrije ono je što ovaj rad čini jedinstvenim iz sociološke perspektive", kaže Fitzsimons. "Iako postoji progresivan pomak s nekim istraživačima koji se sele u tvrtke, oni nastavljaju pridonositi zajedničkim naporima da kvantno računalstvo bude pouzdano i korisno."