U radu objavljenom u „Nature Quantum Information“, istraživači navode da su pronašli način za izvršavanje složenog algoritma kvantnog računanja na običnim računalima umjesto na kvantnim računalima.
Kvantni softver koji razmatraju je inače poznat pod nazivom „Kvantni približni optimizacijski algoritam“, ili jednostavnije QAOA. Taj softver se koristi za rješavanje klasičnih problema optimizacije u matematici. Radi na principu odabira najboljeg rješenja iz skupa mogućih rješenja.
Cilj QAOA je da nam pomogne da steknemo „kvantno ubrzanje“ koje je za sada predviđeno samo za kvantna računala. Interes za QAOA je velik među tehnološkim gigantima, a jedan od najvećih zagovornika je Google. Google je 2019. godine stvorio Sycamore, kvantni procesor od 53 kubita, i upotrijebio ga za izvršavanje zadatka za koji bi vrhunskom klasičnom računalu trebalo oko 10 000 godina. Sycamore je taj zadatak obavio za 200 sekundi.
Na koje pitanje su istraživači nastojali dati odgovor?
Glavno pitanje koje su znanstvenici nastojali odgovoriti je korisnost takvih algoritama. Odnosno, mogu li algoritmi koji se izvode na sadašnjim kvantnim računalima ponuditi značajnu prednost u odnosu na klasične algoritme. Da bi uopće došli do odgovora na to pitanje, moramo razumjeti granice klasičnog računalstva u simulaciji kvantnih sustava. Trenutna generacija kvantnih procesora radi u režimu u kojem čine pogreške već pri pokretanju kvantnog softvera. To znači da mogu pokretati samo algoritme ograničene složenosti.
Istraživači su razvili metodu koja može približno simulirati ponašanje posebne klase algoritama poznate kao varijacijski kvantni algoritmi. U tu „obitelj“ kvantnih algoritama spada i QAOA.
Pristup se temelji na ideji da suvremeni alati za strojno učenje (npr. oni koji se koriste u učenju složenih igara) mogu također koristiti i za učenje i oponašanje unutarnjeg rada kvantnog računala.
Ovaj rad pokazuje da se QAOA može pokrenuti na trenutnim kvantnim računalima te je moguća simulacija, s dobrom točnošću i na klasičnom računalu. Važna je napomena da se postojeći kvantni algoritmi ne mogu koristiti u običnim računalima ali QAOA služi kao vodič za osmišljavanje novih kvantnih algoritama koji se mogu primijeniti na klasična računala.
