IQT'nin "Journal Club:" Kuantum Rezervuar Hesaplamasına Yönelik Meslekten Olmayan Bir Kılavuz - Inside Quantum Technology

IQT'nin "Journal Club:" Kuantum Rezervuar Hesaplaması İçin Sıradan Kişiler İçin Bir Kılavuz - Inside Quantum Technology

Yeni bir Doğa Bilimi Gelişmeleri makalesi, kuantum rezervuar hesaplamasını ve bunun hesaplama süreçleri üzerindeki etkilerini inceliyor. (PC IQT'si)
By Kenna Hughes-Castleberry 10 Kas 2023'de yayınlandı

IQT'nin "Journal Club"ı, güncel bir kuantum teknolojisi araştırma makalesini ayrıntılarıyla anlatan ve bunun kuantum ekosistemi üzerindeki etkilerini tartışan haftalık bir makale dizisidir.  

Kuantum hesaplama alanı çoğu zaman doğrudan bilim kurgu sayfalarından koparılmış gibi görünse de oldukça gerçektir ve hızla gelişmektedir. Yeni bir Doğa Bilimsel Raporlar makale, araştırmacılar IBM Quantum ve Thomas J. Watson Araştırma Merkezi artık "Kuantum Rezervuarı Hesaplaması" adı verilen yeni bir konuya odaklanıyor. Bunu anlamak için, resim dalgaların bundan sonra ne olacağını tahmin etmek için kullanılabileceği geniş bir su rezervuarı; yalnızca bu durumda su, parçacıkların kuantum durumudur ve dalgalar veridir.

Kuantum Rezervuar Hesaplaması kuantum alanında heyecan verici bir ilerlemedir makine öğrenme, özellikle hava durumu modellerini veya borsa eğilimlerini tahmin etmek gibi, zaman içindeki dizileri ve modelleri tahmin etmek için uygundur. Geleneksel bilgisayarlar doğrusal ve düzenli oldukları için bu görevlerle uğraşırlar, ancak doğal dünya Borsa or hava – karmaşık ve sıklıkla kaotiktir.

En son gelişmelerin gerçekten yenilikçi yanı, kuantum sistemi içinde “gürültü”nün kullanılmasıdır. Günlük yaşamda gürültü genellikle azaltmaya veya ortadan kaldırmaya çalıştığımız bir şeydir. Ancak kuantum dünyasında bu gürültü daha iyi tahminler yapılmasına yardımcı olmak için kullanılabilir ve kontrol edilebilir. Sanki radyonuzdaki statik bir anda size bir sonraki şarkının hangisi olacağını söyleyebiliyormuş gibi.

Bilim insanları bu kuantum gürültüsünü tahminleri iyileştirecek şekilde ayarlamanın bir yolunu buldular. Bu, gürültünün kuantum devrelerine (kuantum bilgisayardaki temel bilgi birimleri olan kuantum bitlerini veya kübitleri kontrol eden yollar) programlanmasıyla yapılır. IBM Quantum araştırmacıları, gürültüye ince ayar yaparak kuantum sisteminin performansını optimize edebildi.

Üstelik araştırmacılar bu kuantum sistemlerini basitleştirmenin yollarını buldular. İhtiyaç duyulan kübit sayısını ve bağlantılarının karmaşıklığını (dolaşıklık) azaltarak sistemlerin yönetimini daha kolay ve potansiyel olarak daha sağlam hale getirdiler.

Bu kuantum rezervuar hesaplama gelişmelerinin etkisi şimdiden umut verici görünüyor. Tek bir gürültü modeli ve daha küçük bir bellek kullanan bilim insanları, karmaşık sistemleri simüle etmede etkileyici sonuçlar elde etti. Verilen bir örnek, Mackey-Glass sistemibiyolojik salınımlar gibi karmaşık sistemleri tanımlamak için kullanılan matematiksel bir modeldir. Araştırmacılar, sistemin öngörülemeyen doğasından dolayı önemli bir zorluk olan kaotik rejim olarak bilinen durumdaki davranışını 100 adım ileriden tahmin edebildiler.

Meslekten olmayanların ifadesiyle bu, çok karmaşık bir kristal küreye bakmaya ve uzak gelecekteki olayları doğru bir şekilde öngörmeye benzer. Kuantum bilişim endüstrisi için bu gelişmeler, hava tahminlerinden finansal analizlere ve ötesine kadar her konuda daha hızlı, daha verimli ve daha doğru tahminler anlamına gelebilir. Bu, bilgisayarlarımızın daha çok bizim gibi düşünebildiği, kafa karışıklığı yerine kaosu ve karmaşıklığı kucaklayabildiği bir geleceğe ilgi çekici bir bakış.

Kenna Hughes-Castleberry, Inside Quantum Technology'de kadrolu yazar ve JILA'da (Colorado Boulder Üniversitesi ile NIST ortaklığı) Bilim İletişimcisidir. Yazma ritimleri arasında derin teknoloji, kuantum hesaplama ve yapay zeka yer alıyor. Çalışmaları Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica ve daha birçok dergide yer aldı.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Teknolojisinin İçinde