En kvantealgoritme til løsning af matematiske problemer i forbindelse med knob kunne give os det første eksempel på en kvantecomputer, der tackle et virkelig nyttigt problem, som ellers ville være umuligt for en klassisk computer
Kvantecomputere tilbyder teoretisk fordele i forhold til almindelige maskiner
Kvantecomputere kunne snart være i stand til at løse virkelig nyttige matematiske problemer hurtigere end klassiske computere, påstande kvantekompetencefirmaet Quantinuum. Det ville være det første eksempel på disse eksotiske maskiner, der viser en sand fordel i forhold til almindelige enheder.
Sådanne problemer vedrører en gren af matematik kaldet Knot Theory, som bruges til at klassificere knob efter antallet og arten af de punkter, hvor de krydser. Konceptet er blevet anvendt til kryptografi, fysik og molekylærbiologi; Det er endda blevet foreslået som en måde for rumfartøjet at navigere og som grundlag for en ny type kvantepenge.
De involverede beregninger bliver ekstremt vanskelige for klassiske computere, når crossoversantallet øges, men nu har Konstantinos Meichanetzidis på Quantinuum og hans kolleger udviklet en kvantealgoritme til at gøre jobbet. Derudover har de også oprettet en model, der beregner, hvor lang tid algoritmen vil tage for at løse et problem, baseret på både størrelse og fejlhastighed og kraft på kvantecomputeren, der kører algoritmen.
Ved hjælp af denne model har forskerne bestemt nøjagtigt, hvor tærsklen for kvantefordel ligger i problemer med knudteori. For Quantinuums Apollo -computer, der skal frigives i 2029, ankommer dette punkt til knudeproblemer med kun 2800 krydsninger.
Tidligere påstande om kvantefordel har involveret at løse stort set ubrukelige problemer, men Aleks Kissinger på University of Oxford siger, at Quantinuums arbejde antyder, at kvantecomputere snart kunne demonstrere ægte anvendelighed.
”Hvis de kører dette på den næste (Quantinuum) -model, og de virkelig kan overgå supercomputere, vil jeg sige, at det vil være et af de første tilfælde af kvantefordel for et problem, som de ikke bare opfandt af hensyn til at køre på kvantecomputere, ved du? Dette er et allerede eksisterende problem, som folk bryder sig om,” siger Kissinger. ”Det giver mig en vis tillid til, at vi vil se denne slags interessante bevis for fordel inden for et år eller to.”
Et andet spørgsmål med tidligere påstande, som Googles første erklæring om kvanteoverherredømme i 2019, er, at de ofte senere væltes af forbedrede klassiske algoritmer. Meichanetzidis siger, at han er ivrig efter at undgå et sådant scenarie, og faktisk arbejdede hans team for at forbedre de avancerede klassiske algoritmer til knudeproblemer forud for offentliggørelsen for at sikre, at deres model var så robust som muligt.
”Hvis vi er modige nok til at sige, at vi kvantificerer, hvor fordelen sker, hvor det sparker ind, skal vi være meget strenge,” siger Meichanetzidis. ”Kvantificering af kvantelfordel bør udføres så strengt, mindst lige så strengt, som vi gør det (ved Quantinuum). Jeg synes, at kvantesamfundet bør øge deres standarder for, hvornår de skal sige sådanne ord som fordel.”