تحقیقات شرکت Multiverse Computing نشان میدهد که تجهیزات دارای کیوبیتهای پایین میتوانند راه حل مسائل پیچیدهی ریاضی را بیایند
شرکت Multiverse Computing به عنوان شرکتی پیشرو در سطح بین المللی در زمینه ارائه راه حلهای محاسبات کوانتومی، نتایج یکی از تحقیقات جدید خود را منتشر نموده است که نشان میدهد چگونه میتوان با استفاده از یک الگوریتم جدید از کامپیوترهای کوانتومی فعلی برای انجام محاسبات پیچیده ریاضی استفاده کرد.
این الگوریتم برای تبدیل یک کامپیوتر کوانتومی به یک ابزار ریاضی طراحی شده است که میتواند محاسبات پیچیده و روزانه دانشمندان مانند انواع مشتق، معادلات دیفرانسیل جزئی، تحلیل فوریه و سایر محاسبات که در حال حاضر برای تکمیل آنها به نرم افزار تخصصی نیاز است را حل نماید.
مقالهای با عنوان «بهینه سازی متغیر پیوستهی کوانتومی: سنگ بنای تحلیل کوانتومی ریاضیات» این دستاورد را توصیف مینماید. رومان اوروس، همبنیانگذار و مدیر ارشد علمی شرکت Multiverse در این باره به نکاتی اشاره مینماید: «تحقیقات ما نشان میدهد که میتوانیم کامپیوترهای NISQ امروزی (تجهیزات کوانتومی مقیاس متوسط و نویزدار) را به محاسبهگرهای کوانتومی پیشرفتهای تبدیل کنیم که قادرند محاسبات بسیار پیچیده را با کیوبیتهای بسیار کم و تصحیح خطای محدود انجام دهند». وی افزود: «این شبیهسازیها در نگاه حداقلی با بهترین کامپیوترهای کلاسیک امروزی قابل مقایسه است و با افزایش عملکرد محاسبات کوانتومی بهبود خواهند یافت».
از آنجا که در این الگوریتم، متغیرهای پیوسته مقادیر نامحدودی در بین حد پایین و بالای اندازه گیری خواهند داشت، قابل شمارش نیستند. میتوان از این الگوریتم با در نظر گرفتن چندین متغیر پیوسته مانند دما، رطوبت، فشار هوا و سایر شرایط متغیر، برای بهینه سازی عملیات یک کارخانه استفاده کرد.
شرکت Multiverse این الگوریتم را برای اجرا بر روی کامپیوترهای کوانتومی قابل برنامه نویسی طراحی کرده و آن را بر روی یک شبیه ساز تست نموده است. کارایی این الگوریتم در بهینهسازی پیوسته با ترکیب دو رویکرد کدگذاری کیوبیتها با سه متغیر پیوسته و توموگرافی حالت کوانتومی تضمین شده است. این الگوریتم از تمام ویژگیهای کامپیوترهای کوانتومی، یعنی درهم تنیدگی، برهم نهیها، و رمزگذاری پیوسته استفاده میکند.
Bermejo, P., & Orus, R. (2022). Variational Quantum Continuous Optimization: a Cornerstone of Quantum Mathematical Analysis. arXiv preprint arXiv:2210.03136.
Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)
Quantum state tomography
Superpositions
Continuous encoding
اوروس در پایان به نکته دیگری اشاره مینماید: «ما قادر خواهیم بود با دستیابی به کامپیوترهای مقاوم در برابر خطا نیز به استفاده از این نوع الگوریتمها ادامه دهیم. کامپیوترهای کوانتومی که از کیوبیتهای بیشتر و فرآیند تصحیح خطای پیشرفتهتری برخوردار هستند، دقت، کیفیت و سرعت راهحل را افزایش میدهند.