Ερευνητές στο Ινστιτούτο Flatiron και στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης έλυσαν ένα πρόβλημα κβαντικής φυσικής σε έναν συνηθισμένο φορητό υπολογιστή — ένα έργο που προηγουμένως θεωρούνταν ότι απαιτεί κβαντικό υπολογιστή. Η ομάδα χρησιμοποίησε δίκτυα τανυστών για να συμπιέσει την κυματοσυνάρτηση εκατοντάδων συμπλεγμένων qubits, και τα αποτελέσματα ταυτίστηκαν με τις θεωρητικές προβλέψεις.
Το Πρόβλημα που Χρειαζόταν Κβαντικό Υπολογιστή
Η προσομοίωση της συμπεριφοράς πολλών συμπλεγμένων qubits είναι διαβόητα δύσκολη για τους κλασικούς υπολογιστές. Καθώς ο αριθμός των qubits αυξάνεται, η ποσότητα δεδομένων που απαιτείται για την περιγραφή της κβαντικής τους κατάστασης εκρήγνυται εκθετικά. Για εκατοντάδες qubits, αυτά τα δεδομένα θα υπερέβαιναν κανονικά τη μνήμη οποιουδήποτε κλασικού μηχανήματος. Γι' αυτό τέτοιες προσομοιώσεις θεωρούνταν δουλειά για κβαντικούς υπολογιστές, οι οποίοι χειρίζονται φυσικά τη συμπλοκή.
Πώς τα Δίκτυα Τανυστών το Κατέστησαν Δυνατό
Η ομάδα στο Κέντρο Υπολογιστικής Κβαντικής Φυσικής στράφηκε στα δίκτυα τανυστών — ένα μαθηματικό εργαλείο που μπορεί να αναπαραστήσει μια μεγάλη κβαντική κατάσταση σε συμπιεσμένη μορφή. Εκμεταλλευόμενοι τη δομή της συμπλοκής, μείωσαν την κυματοσυνάρτηση σε μέγεθος που χωρούσε στη μνήμη ενός φορητού υπολογιστή. Η συμπίεση δεν θυσίασε την ακρίβεια· η έξοδος του φορητού υπολογιστή ταυτίστηκε ακριβώς με τις θεωρητικές προβλέψεις.
Τι Σημαίνουν τα Αποτελέσματα του Φορητού Υπολογιστή
Η εργασία δείχνει ότι ορισμένα κβαντικά προβλήματα μπορούν να αντιμετωπιστούν με κλασικές μεθόδους, επεκτείνοντας δυνητικά το φάσμα των προβλημάτων που μπορούν να λυθούν χωρίς κβαντικό υλικό. Δεν σημαίνει ότι οι κβαντικοί υπολογιστές είναι παρωχημένοι — εξακολουθούν να υπερέχουν σε εργασίες όπως η παραγοντοποίηση μεγάλων αριθμών ή η προσομοίωση ορισμένων κβαντικών συστημάτων. Αλλά για συγκεκριμένες προσομοιώσεις, ένας καλά επιλεγμένος κλασικός αλγόριθμος μπορεί να φτάσει πιο μακριά από το αναμενόμενο.
Οι ερευνητές δεν έχουν ανακοινώσει επόμενα βήματα, αλλά η προσέγγιση θα μπορούσε να εφαρμοστεί σε άλλα κβαντικά συστήματα. Το ερώτημα τώρα είναι πόσα άλλα προβλήματα που θεωρούνταν ότι απαιτούν κβαντικούς υπολογιστές μπορεί στην πραγματικότητα να λυθούν σε έναν φορητό υπολογιστή.
