"Journal Club" IQT: راهنمای غیرمستقیم برای محاسبات مخزن کوانتومی - درون فناوری کوانتومی

"Journal Club" IQT یک مجموعه مقاله هفتگی است که مقاله تحقیقاتی اخیر فناوری کوانتومی را تجزیه و تحلیل می کند و تأثیرات آن بر اکوسیستم کوانتومی را مورد بحث قرار می دهد.  

قلمرو محاسبات کوانتومی اغلب به نظر می رسد که مستقیماً از صفحات داستان های علمی تخیلی جدا شده است، اما بسیار واقعی است و به سرعت در حال تکامل است. در یک جدید طبیعت گزارش علمی مقاله، محققان در آی بی ام کوانتوم و مرکز تحقیقات توماس جی واتسون اکنون بر روی جنبه جدیدی به نام "محاسبات مخزن کوانتومی" تمرکز کرده اند. برای درک این موضوع، تصور کنید مخزن عظیمی از آب که در آن می توان از امواج برای پیش بینی اتفاقات بعدی استفاده کرد - فقط در این مورد، آب حالت کوانتومی ذرات است و امواج داده هستند.

محاسبات مخزن کوانتومی یک پیشرفت هیجان انگیز در زمینه کوانتومی است فراگیری ماشین، به ویژه برای پیش بینی توالی ها و الگوها در طول زمان مناسب است، مانند پیش بینی الگوهای آب و هوا یا روند بازار سهام. رایانه‌های سنتی با این وظایف دست و پنجه نرم می‌کنند، زیرا آنها خطی و منظم هستند، اما دنیای طبیعی - مانند آن بازار سهام or هوا - پیچیده و اغلب آشفته است.

آنچه در مورد آخرین پیشرفت ها واقعاً نوآورانه است، استفاده از "نویز" در سیستم کوانتومی است. در زندگی روزمره، سر و صدا معمولا چیزی است که ما سعی می کنیم آن را کاهش دهیم یا حذف کنیم. با این حال، در دنیای کوانتومی، این نویز را می توان مهار و کنترل کرد تا به پیش بینی های بهتر کمک کند. گویی استاتیک در رادیو شما می تواند ناگهان به شما بگوید که کدام آهنگ بعدی پخش می شود.

دانشمندان راهی برای تنظیم این نویز کوانتومی ابداع کرده اند و آن را برای بهبود پیش بینی ها تنظیم می کنند. این کار با برنامه‌ریزی نویز در مدارهای کوانتومی - مسیرهایی که بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها را کنترل می‌کنند، که واحدهای اطلاعاتی اولیه در محاسبات کوانتومی هستند، انجام می‌شود. با تنظیم دقیق نویز، محققان کوانتومی IBM می توانند عملکرد سیستم کوانتومی را بهینه کنند.

علاوه بر این، محققان راه‌هایی برای ساده‌سازی این سیستم‌های کوانتومی پیدا کرده‌اند. آنها تعداد کیوبیت های مورد نیاز و پیچیدگی اتصالات آنها (درهم تنیدگی) را کاهش داده اند و مدیریت سیستم ها را آسان تر و به طور بالقوه قوی تر می کنند.

تأثیر این پیشرفت‌های محاسباتی مخزن کوانتومی در حال حاضر امیدوارکننده است. با استفاده از یک مدل نویز واحد و حافظه کوچکتر، دانشمندان به نتایج چشمگیری در شبیه سازی سیستم های پیچیده دست یافته اند. یک مثال ارائه شده است سیستم Mackey-Glassکه یک مدل ریاضی است که برای توصیف سیستم های پیچیده مانند نوسانات بیولوژیکی استفاده می شود. محققان توانستند رفتار آن را 100 قدم جلوتر در رژیمی که به عنوان رژیم آشوب‌انگیز شناخته می‌شود پیش‌بینی کنند - چالشی مهم به دلیل ماهیت غیرقابل پیش‌بینی سیستم.

به زبان عامیانه، این شبیه نگاه کردن به یک توپ کریستالی بسیار پیچیده و پیش‌بینی دقیق رویدادهای آینده است. برای صنعت محاسبات کوانتومی، این پیشرفت‌ها می‌تواند به معنای پیش‌بینی سریع‌تر، کارآمدتر و دقیق‌تر برای هر چیزی از پیش‌بینی آب‌وهوا گرفته تا تحلیل مالی و فراتر از آن باشد. این یک نگاه اجمالی جذاب به آینده ای است که در آن رایانه های ما می توانند بیشتر شبیه ما فکر کنند: به جای گیج شدن، هرج و مرج و پیچیدگی را در آغوش بگیرند.

کنا هیوز-کستلبری نویسنده کارکنان Inside Quantum Technology و ارتباط دهنده علوم در JILA (شرکتی بین دانشگاه کلرادو بولدر و NIST) است. ضربان نوشتن او شامل فناوری عمیق، محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی است. کارهای او در ساینتیفیک امریکن، مجله دیسکاور، نیو ساینتیست، آرس تکنیکا و غیره منتشر شده است.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/