IQT “Journal Club”: võhiku juhend kvantreservuaaride andmetöötluseks – kvanttehnoloogia sees

IQT “Journal Club” on iganädalane artiklisari, mis jagab hiljutise kvanttehnoloogia uurimistöö ja arutab selle mõju kvantökosüsteemile.  

Kvantarvutite valdkond kõlab sageli nagu see oleks otse ulme lehekülgedelt välja rebitud, kuid see on väga reaalne ja areneb kiiresti. Uues Looduse teaduslikud aruanded paber, teadlased aadressil IBM Quantum ja Thomas J. Watsoni uurimiskeskus keskenduvad nüüd uuele aspektile, mida nimetatakse kvantreservuaari arvutamiseks. Et seda mõista, kujutage ette tohutu veehoidla, kus lainete abil saab ennustada, mis edasi juhtub – ainult sel juhul on vesi osakeste kvantolek ja lained on andmed.

Quantum Reservoir Computing on põnev edasiminek kvantvaldkonnas masinõpe, mis sobib eriti aja jooksul järjestuste ja mustrite ennustamiseks, sarnaselt ilmastiku või aktsiaturu trendide prognoosimiseks. Traditsioonilised arvutid võitlevad nende ülesannetega, kuna need on lineaarsed ja korrapärased, kuid loodusmaailm – nagu aktsiaturg or ilm – on keeruline ja sageli kaootiline.

Viimaste arengute puhul on tõeliselt uuenduslik "müra" kasutamine kvantsüsteemis. Igapäevaelus on müra tavaliselt midagi, mida püüame vähendada või kõrvaldada. Kvantmaailmas saab seda müra siiski kasutada ja kontrollida, et aidata paremini ennustada. Tundub, nagu võiks raadio staatika äkki öelda, mis lugu järgmisena esitatakse.

Teadlased on välja töötanud viisi selle kvantmüra häälestamiseks, kohandades seda prognooside parandamiseks. Seda tehakse, programmeerides müra kvantahelatesse – radadesse, mis juhivad kvantbitte ehk kubitte, mis on kvantarvutuse põhilised teabeühikud. Müra peenhäälestamisel said IBM Quantumi teadlased optimeerida kvantsüsteemi jõudlust.

Lisaks on teadlased leidnud viise nende kvantsüsteemide lihtsustamiseks. Need on vähendanud vajalike kubitide arvu ja nende ühenduste keerukust (põimumist), muutes süsteemid hõlpsamini hallatavaks ja potentsiaalselt vastupidavamaks.

Nende kvantreservuaaride andmetöötluse edusammude mõju on juba paljulubav. Ühtset müramudelit ja väiksemat mälu kasutades on teadlased saavutanud keerukate süsteemide simuleerimisel muljetavaldavaid tulemusi. Üks toodud näide on Mackey-Glassi süsteem, mis on matemaatiline mudel, mida kasutatakse keerukate süsteemide, näiteks bioloogiliste võnkumiste kirjeldamiseks. Teadlased suutsid ennustada selle käitumist 100 sammu ette nn kaootilises režiimis, mis on süsteemi ettearvamatuse tõttu oluline väljakutse.

Võhiku terminites on see sarnane väga keerulise kristallkuuli vaatamisega ja sündmuste täpse ettenägemisega kaugele tulevikku. Kvantarvutitööstuse jaoks võivad need edusammud tähendada kiiremaid, tõhusamaid ja täpsemaid ennustusi kõige jaoks, alates ilmaennustamisest kuni finantsanalüüsini ja kaugemalgi. See on intrigeeriv pilguheit tulevikku, kus meie arvutid võiksid mõelda rohkem nagu meie: võtta omaks kaos ja keerukus, mitte olla segaduses.

Kenna Hughes-Castleberry on Inside Quantum Technology ja JILA teaduskommunikaatori (Colorado Boulderi ülikooli ja NIST-i vaheline partnerlus) kirjanik. Tema kirjutamisviiside hulka kuuluvad süvatehnoloogia, kvantarvuti ja tehisintellekt. Tema tööd on kajastatud ajakirjades Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica ja mujal.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/