Sciencemag.cz
Doporučujeme
Simulátory kvantových počítačů mají rozsáhlé využití, např. pro demonstraci principů nebo ověřování a ladění softwaru. Podstata qubitů s jejich provázaností znamená, že výpočetní náročnost simulace roste s počtem qubitů exponenciálně (což logicky koresponduje s výpočetními možnostmi kvantových počítačů).
Výzkumníkům z University of Chicago a Argonne National Laboratory se nyní pomocí řady triků podařilo pro reálné použití simulovat kvantový počítač až o 61 qubitech, alespoň pro Groverův algoritmus (hledání v neseřazených databázích); nakonec eventuální nadřazenost kvantových počítačů nad klasickými je stejně závislá na konkrétní úloze/algoritmu.
Nové techniky komprese dat umožnily simulovat běh Groverova algoritmu na 61 qubitovém kvantovém počítači na klasickém superpočítači. Simulace ovšem ani tak nebyla úplně přesná, uvádí se chyba 0,4 % (poznámka PH: co to přesně znamená?).
Současné superpočítače jsou přesně a obecně schopné simulovat kvantový počítač do zhruba 48 qubitů (odpovídá 2 na 48 klasických bitů). Existují techniky, které dokáží nahradit čas potřebný k výpočtu pomocí paměti. Mj. se jedná o techniky komprese (ztrátové i bezztrátové), která se použije na stavové vektory. Nově navržený postup simulace má analyzovat kvantový algoritmus a zjistit, jaký kompresní poměr se nabízí při bezztrátové kompresi (asi: lze takto na aktuálním superpočítači ještě kvantový počítač simulovat) a pokud je výsledek nevyhovující, navrhne se ztrátová komprese s nejmenší možnou chybou. Výsledkem byla ona výše uvedená čísla – simulace 61qubitového počítače s chybou 0,4 %.
„Full-State Quantum Circuit Simulation by Using Data Compression,“ published by The International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage, and Analysis (SC’19). DOI: 10.1145/3295500.3356155
