A Simons Alapítvány Flatiron Intézetének és a Bostoni Egyetem kutatói egy hagyományos laptopon oldottak meg egy kvantumfizikai problémát – olyan feladatot, amelyről korábban azt gondolták, hogy kvantumszámítógépre van szüksége. A csapat tenzorhálózatokat használt a több száz összefonódott kubit hullámfüggvényének tömörítésére, és az eredmények megegyeztek az elméleti előrejelzésekkel.
A probléma, amelyhez kvantumszámítógép kellett
Számos összefonódott kubit viselkedésének szimulálása hírhedten nehéz a hagyományos számítógépek számára. Ahogy a kubitok száma nő, a kvantumállapotuk leírásához szükséges adatmennyiség exponenciálisan robban. Több száz kubit esetén ez az adatmennyiség általában meghaladná bármely hagyományos gép memóriáját. Ezért gondolták, hogy az ilyen szimulációk a kvantumszámítógépek feladatai, amelyek természetüknél fogva kezelik az összefonódást.
Hogyan tették lehetővé a tenzorhálózatok
A Számítási Kvantumfizikai Központ csapata a tenzorhálózatokhoz fordult – egy matematikai eszközhöz, amely egy nagy kvantumállapotot tömörített formában képes reprezentálni. Az összefonódás szerkezetének kihasználásával a hullámfüggvényt olyan méretűre csökkentették, amely elfér egy laptop memóriájában. A tömörítés nem járt pontosságvesztéssel; a laptop kimenete pontosan megegyezett az elméleti előrejelzésekkel.
Mit jelentenek a laptop eredményei
A munka azt mutatja, hogy néhány kvantumprobléma klasszikus módszerekkel is megközelíthető, potenciálisan kiterjesztve a kvantumhardver nélkül megoldható problémák körét. Ez nem jelenti azt, hogy a kvantumszámítógépek elavultak – továbbra is kiválóak olyan feladatokban, mint a nagy számok faktorálása vagy bizonyos kvantumrendszerek szimulálása. De bizonyos szimulációk esetében egy jól megválasztott klasszikus algoritmus tovább mehet a vártnál.
A kutatók nem jelentették be a következő lépéseket, de a megközelítés más kvantumrendszerekre is alkalmazható lehet. A kérdés most az, hogy hány más, kvantumszámítógépet igénylőnek hitt probléma oldható meg valójában egy laptopon.
