Решать реальные задачи на квантовых компьютерах позволит гибридный подход
Проблемы подключения к кубитам, масштабируемости и коррекции ошибок, высокие уровни шума пока мешают учёным оправдать ожидания, питаемые в связи с квантовыми компьютерами. Ответом на ограничения существующего оборудования для квантовых вычислений может стать комбинированный — гибридный подход.
Исследователи из Аргоннской и Лос-Аламосской национальных лабораторий, Университета Клемсона и Fujitsu Laboratories of America продемонстрировали в действии квантово-классический алгоритм, разработанный ими для выполнения практических приложений на квантовых компьютерах производства IBM и D-Wave.
Эта работа была представлена в статье «Гибридный подход к решению проблем оптимизации на небольших квантовых компьютерах», вышедшей в июне 2019 г. в журнале IEEE Computer Magazine.
Представленные алгоритмы объединяют в себе сильные стороны как классических, так и квантовых компьютеров. Например, классические компьютеры способны хранить огромные наборы данных, что является проблемой для квантовых устройств с их пока небольшим количеством кубитов. С другой стороны, квантовые алгоритмы работают лучше традиционных для некоторых классов задач, например, для разбиения и кластеризации графов.
Те задачи, которые слишком велики для непосредственного решения на сегодняшних квантовых процессорах (Quantum Processing Unit, QPU), учёные разделяли на небольшие фрагменты — идея, позаимствованная ими из классических численных методов. После выполнения на QPU, всё эти фрагменты собирались в окончательное решение на CPU, который не только подбирал лучшие параметры, но и определял оптимальный размер фрагментов для решения на квантовом компьютере.
Подобные гибридные подходы неидеальны — необходимость использования схем разбиения налагает ограничения на скорость решения задач, не позволяя реализовать в полной мере преимущества квантовых вычислений. Тем не менее, они представляют разумный компромисс на раннем этапе эволюции квантовых компьютеров.
Авторы метода считают, что ожидаемый прогресс в количестве и качестве кубитов, схемах коррекции ошибок в следующие 10 лет приведёт к ускорению выполнения квантовых алгоритмов и сделает возможными более продвинутые квантовые вычисления.
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев