IQT's “Journal Club:” Een gids voor leken over quantumreservoircomputing – Inside Quantum Technology

IQT's “Journal Club” is een wekelijkse serie artikelen waarin een recent onderzoek op het gebied van kwantumtechnologie wordt ontleed en de impact ervan op het kwantum-ecosysteem wordt besproken.  

Het domein van quantum computing klinkt vaak alsof het regelrecht van de sciencefictionpagina's is geplukt, maar het is heel reëel en evolueert snel. In een nieuw Nature Scientific Reports papier, onderzoekers bij IBM Quantum en het Thomas J. Watson Research Center richten zich nu op een nieuw aspect genaamd ‘Quantum Reservoir Computing’. Om dit te begrijpen, beeld een enorm waterreservoir waar golven kunnen worden gebruikt om te voorspellen wat er daarna zal gebeuren – alleen is in dit geval het water de kwantumtoestand van deeltjes, en zijn de golven gegevens.

Quantum Reservoir Computing is een opwindende vooruitgang op het gebied van kwantum machine learning, met name geschikt voor het voorspellen van reeksen en patronen in de loop van de tijd, net zoals het voorspellen van weerpatronen of trends op de aandelenmarkt. Traditionele computers worstelen met deze taken omdat ze lineair en ordelijk zijn, maar de natuurlijke wereld – zoals de beurs or weer – is complex en vaak chaotisch.

Wat echt innovatief is aan de nieuwste ontwikkelingen is het gebruik van “ruis” binnen het kwantumsysteem. In het dagelijks leven is lawaai meestal iets dat we proberen te verminderen of te elimineren. In de kwantumwereld kan deze ruis echter worden benut en gecontroleerd om betere voorspellingen te helpen doen. Het is alsof de ruis op uw radio u plotseling kan vertellen welk nummer er als volgende wordt afgespeeld.

Wetenschappers hebben een manier bedacht om deze kwantumruis af te stemmen en aan te passen om voorspellingen te verbeteren. Dit wordt gedaan door de ruis in de kwantumcircuits te programmeren – de paden die kwantumbits of qubits besturen, de basisinformatie-eenheden in kwantumcomputers. Door de ruis te verfijnen, konden de IBM Quantum-onderzoekers de prestaties van het kwantumsysteem optimaliseren.

Bovendien hebben de onderzoekers manieren gevonden om deze kwantumsystemen te vereenvoudigen. Ze hebben het aantal benodigde qubits en de complexiteit van hun verbindingen (verstrengeling) verminderd, waardoor de systemen eenvoudiger te beheren en mogelijk robuuster zijn geworden.

De impact van deze ontwikkelingen op het gebied van kwantumreservoircomputers is nu al veelbelovend. Met behulp van één enkel ruismodel en een kleiner geheugen hebben wetenschappers indrukwekkende resultaten bereikt bij het simuleren van complexe systemen. Een gegeven voorbeeld is de Mackey-Glass-systeem, een wiskundig model dat wordt gebruikt om complexe systemen zoals biologische oscillaties te beschrijven. De onderzoekers konden het gedrag ervan honderd stappen vooruit voorspellen in wat bekend staat als het chaotische regime – een aanzienlijke uitdaging vanwege de onvoorspelbare aard van het systeem.

In termen van de leek lijkt dit op het kijken in een zeer gecompliceerde kristallen bol en het nauwkeurig voorspellen van gebeurtenissen tot ver in de toekomst. Voor de quantumcomputerindustrie kunnen deze ontwikkelingen snellere, efficiëntere en nauwkeurigere voorspellingen betekenen voor alles, van weersvoorspellingen tot financiële analyses en meer. Het is een intrigerende blik op een toekomst waarin onze computers meer zouden kunnen denken zoals wij: chaos en complexiteit omarmen in plaats van verward te zijn.

Kenna Hughes-Castleberry is stafschrijver bij Inside Quantum Technology en Science Communicator bij JILA (een partnerschap tussen de University of Colorado Boulder en NIST). Haar schrijfstijlen omvatten deep tech, quantum computing en AI. Haar werk is te zien in Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica en meer.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/