Физики EPFL создали инновационный подход для ускоренного изучения квантовых процессов

Физики из Европы и США выполнили исследование, в ходе которого разработали новый подход к использованию квантовых нейросетей для изучения квантовых процессов. Это нововведение потенциально может значительно ускорить этот процесс. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на Nature Communications.

Профессор Зоя Холмс из швейцарской Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) отметила, что обычно для обучения нейросетей требуются большие объемы данных, но в данном случае удалось обучить компьютер понимать сложные процессы квантовых систем с помощью нескольких простых примеров, включая такое явление, как квантовая запутанность.

Создание квантового искусственного интеллекта является одним из важных заданий для участников мировой «квантовой гонки», исследователи стремятся использовать квантовые технологии и эффекты для улучшения работы нейросетей. Это открытие представляет значимый прогресс в этой области.

Исследование было проведено для определения необходимого объема данных для обучения квантовых нейросетей, способных изучать сложные квантовые взаимодействия. Ранее считалось, что для этого требуются квантовые компьютеры с тысячами кубитов.

Ученые проверили возможность запуска подобных нейросетевых алгоритмов на NISQ-машинах — гибридных компьютерах, сочетающих классическую и квантовую вычислительные мощности и работающих с несколькими десятками или сотнями кубитов. Однако такие устройства могут выполнить лишь ограниченное количество операций перед нарушением своего квантового состояния, что существенно ограничивает их возможности.

Результаты расчетов показали, что данную проблему можно обойти с помощью использования «производных состояний» в качестве тренировочных данных для обучения квантовых нейросетей. Эти состояния отражают взаимодействия между двумя или более квантовыми частицами или объектами. Их можно определить путем измерения и объединения состояний отдельных частиц, участвующих в этих взаимодействиях.

Одного кубита достаточно для подготовки таких состояний, поэтому квантовые алгоритмы могут быть запущены при ограниченном участии человека. Эта разработка позволит проводить квантовые исследования быстрыми темпами, не дожидаясь появления более совершенных компьютеров.

Проделанная работа позволит исследователям более эффективно рассчитывать поведение различных химических молекул и изучать материалы. Кроме того, подобные эксперименты помогут физикам оптимизировать машины NISQ — и ускорить работу других квантовых алгоритмов.

Ранее «ЭкоПравда» сообщала, что под Магаданом на острове Завьялова родились девять детенышей овцебыков.