Kvantiniai skaičiavimai be susietumo (5)
„Įprastiniu požiūriu kvantinės informacijos apdorojimas be susietumo yra tiesiog neįsivaizduojamas, – pasakoja Andriu Vaitas (Andrew White). – Iš tikrųjų jeigu prieš kelerius metus man būtumėte pasakę, jog kvantinius skaičiavimus galite atlikti be susietumo, aš mažų mažiausiai būčiau išreiškęs skeptišką nuomonę“.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
A. Vaitas pirmąkart apie tokią idėją išgirdo iš Karlo Keivso (Carl Caves) lūpų. „Man pasidarė smalsu, kai profesorius K. Keivsas, metinėms atostogoms į Australiją atskridęs iš Naujojo Meksiko, užsiminė, jog visai įmanoma, kad susietumo gali prireikti nevisada“.
A. Vaitas vadovauja jaunai mokslininkų eksperimentuotojų komandai Kvinslendo universitete Brisbane (Australija). Benas Lanionas (Ben Lanyon), Markas Barbieris (Marco Barbieri) ir Marselas Almeida (Marcelo Almeida) tyrinėja determinisitinius kvantinius skaičiavimus, atliekamus vienu vieninteliu grynos būsenos kubitu (DQC1). „Susietumas nėra tas galutinis faktorius, lemiantis kvantinės informacijos apdorojimo veiksmingumą“, – teigia mokslininkas. Rezultatai, kuriuos pavyko gauti šiai australų komandai, išspausdinti „Physical Review Letters“ straipsnyje „Eksperimentinis kvantinis skaičiavimas be susietumo“.
„Paprastai atlikdami kvantinius skaičiavimus informaciją turime užkoduoti grynos, betriukšmės būsenos kvantiniais bitais – kubitais, – aiškina A. Vaitas. – Yra žinoma, jog būtent susietumas, pasireiškiantis tarp tokios būsenos kubitų, lemia kvantinių skaičiavimų efektyvumą. Jeigu naudotumėmės DQC1 modeliu, prireiktų tik vieno grynos būsenos kubito – visi kiti galėtų būti triukšmingi arba sumaišyti”. Norint, kad kvantinės informacijos apdorojimas, atliekamas naudojant susietumą, įgytų žymų pranašumą klasikinių skaičiavimų atžvilgiu, būtina pašalinti triukšmus. DQC1 metodas galėtų užtikrinti didesnį kvantinių skaičiavimų veiksmingumą, be to, jam reikėtų mažiau resursų, nes susietumas čia nebevaidintų tokio svarbaus vaidmens.
„Mes išbandėme patį mažiausią modelį – dviejų kubitų grandinę, kai vienas iš kubitų yra grynos būsenos, o kitas sumaišytos. Paleidę fazės įvertinimo algoritmą išsiaiškinome, kad kiekvienąkart nebuvo jokio susietumo, tačiau daugelį būsenų efektyviai aprašyti klasikiniu būdu neišeitų“.
A. Vaitas pabrėžia, kad visa tai leidžia pagalvoti apie kitus reiškinius, prisidedančius prie kvantinės informacijos apdorojimo pajėgumo.
„Tai nėra universalus sprendimas, – prideda mokslininkas. – Kai kuriems uždaviniams ir algoritmams (pavyzdžiui, Šoro algoritmui) būtini grynos būsenos kubitai bei susietumas. Tačiau kai kuriems taikymams ir uždaviniams DQC1 metodas veiktų efektyviau”.
Kvantiniams skaičiavimams sukurta daugybė metodų, kurių pagrindą sudaro grynos būsenos kubitai. Minėtieji Australijos mokslininkai žengia kitu keliu – jie bando surasti, kur būtų galima pritaikyti triukšmingas kvantinės informacijos sistemas. „Galima konstatuoti tai, kad tam tikroms uždavinių klasėms susietumas nereikalingas. Kartais užtenka vieno grynos būsenos kubito – visi kiti gali būti sumaišyti. Iš tikrųjų DQC1 metodas leidžia lengviau pasiekti trokštamą rezultatą”.
„Mes pradėjome kurti sudėtingesnius algoritmus, kad išsiaiškintume, kur galėtume nueiti toliau, – apibendrina A. Vaitas. – Vis dėlto idėja, jog kai kuriems kvantiniams skaičiavimams susietumas nėra būtinas, yra daugiau nei verta dėmesio”.
