«Journal Club» IQT: Посібник для неспеціаліста з квантових резервуарних обчислень – Inside Quantum Technology

«Journal Club» IQT — це щотижнева серія статей, у яких розбивається нещодавня дослідницька стаття про квантову технологію та обговорюється її вплив на квантову екосистему.  

Сфера квантових обчислень часто звучить так, ніби її зірвано зі сторінок наукової фантастики, але вона цілком реальна і швидко розвивається. У новому Природа Наукові доповіді роботи, дослідники на IBM Quantum і Дослідницький центр Томаса Дж. Уотсона зараз зосереджуються на новому аспекті під назвою «Квантові резервуарні обчислення». Щоб зрозуміти це, картина величезний резервуар води, де за допомогою хвиль можна передбачити, що станеться далі – тільки в цьому випадку вода є квантовим станом частинок, а хвилі – даними.

Quantum Reservoir Computing – це захоплюючий прогрес у галузі квантової теорії навчання за допомогою машини, особливо підходить для прогнозування послідовностей і закономірностей у часі, подібно до прогнозування погодних умов або тенденцій фондового ринку. Традиційні комп’ютери важко справляються з цими завданнями, оскільки вони лінійні та впорядковані, але природний світ – як Фондова біржа or погода – є складним і часто хаотичним.

Справді інноваційним в останніх розробках є використання «шуму» в квантовій системі. У повсякденному житті ми зазвичай намагаємося зменшити або усунути шум. Однак у квантовому світі цей шум можна використовувати та контролювати, щоб допомогти зробити кращі прогнози. Це так, наче статика на вашому радіо може раптом сказати вам, яка пісня звучатиме наступною.

Вчені винайшли спосіб налаштувати цей квантовий шум, скоригувавши його для покращення прогнозів. Це робиться шляхом програмування шуму в квантових схемах – шляхах, які керують квантовими бітами або кубітами, які є основними інформаційними одиницями в квантових обчисленнях. Шляхом точного налаштування шуму дослідники IBM Quantum могли оптимізувати продуктивність квантової системи.

Крім того, дослідники знайшли способи спростити ці квантові системи. Вони зменшили кількість необхідних кубітів і складність їх з’єднань (заплутаність), зробивши системи легшими в управлінні та потенційно більш надійними.

Вплив цих досягнень у обчисленні квантового резервуару вже є багатообіцяючим. Використовуючи єдину шумову модель і меншу пам'ять, вчені досягли вражаючих результатів у моделюванні складних систем. Одним із наведених прикладів є Система Маккі-Гласса, яка є математичною моделлю, яка використовується для опису складних систем, таких як біологічні коливання. Дослідники змогли передбачити його поведінку на 100 кроків вперед у так званому хаотичному режимі, що є серйозним викликом через непередбачувану природу системи.

З точки зору непрофесіонала, це схоже на те, що дивитися в дуже складну кришталеву кулю і точно передбачати події далекого майбутнього. Для індустрії квантових обчислень ці досягнення можуть означати швидші, ефективніші та точніші прогнози для чого завгодно, від прогнозу погоди до фінансового аналізу тощо. Це інтригуючий погляд у майбутнє, де наші комп’ютери могли б думати більше, як ми: приймати хаос і складність, а не бути збентеженими.

Кенна Хьюз-Кастлберрі є штатним автором Inside Quantum Technology і науковим комунікатором JILA (партнерство між Університетом Колорадо в Боулдері та NIST). Її напрямки написання включають глибинні технології, квантові обчислення та штучний інтелект. Її роботи були представлені в Scientific American, Discover Magazine, New Scientist, Ars Technica тощо.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/iqts-journal-club-a-laymans-guide-to-quantum-reservoir-computing/