Квантовые компьютеры могут решать задачи оптимизации быстрее суперкомпьютеров. Это называется "квантовое преимущество", и его недавно продемонстрировали китайским коллегам учёные из Университета Южной Калифорнии.
Они использовали квантовый отжиг — это такой способ квантовых вычислений, который помогает находить хорошие решения для сложных задач. Квантовый отжиг лучше, чем классические методы, когда нужно найти не идеальное, а просто хорошее решение.
Профессор Дэниел Лидар, который руководил исследованием, объяснил, что квантовый отжиг работает так: он ищет состояния с низкой энергией в квантовых системах, что соответствует хорошим решениям задач. Раньше ученые пытались доказать, что квантовый отжиг может быть лучше классических методов, но только для больших задач. Теперь же они показали, что это работает и для задач поменьше.
Это важно, потому что многие реальные задачи не требуют идеального решения. Например, при выборе акций для инвестиционного фонда достаточно просто превзойти рыночный индекс, а не обыграть всех.
Чтобы доказать это, исследователи использовали квантовый процессор D-Wave Advantage. Но у квантовых компьютеров есть проблема — они шумят, и это мешает найти хорошее решение. Чтобы справиться с этим, ученые придумали способ подавлять ошибки.
Они сравнили квантовый отжиг с лучшим классическим методом и показали, что квантовый отжиг быстрее находит хорошие решения. Это называется алгоритмическое квантовое преимущество.
Учёные планируют продолжить исследования и применять квантовые методы в реальных задачах. Они считают, что если улучшить квантовые компьютеры и подавлять ошибки еще лучше, то квантовое преимущество станет еще больше.
"Это открывает новые возможности для квантовых алгоритмов в оптимизации, где хорошие решения вполне достаточно," — сказал Лидар.