Magyar kutatók algoritmusával tehetők megbízhatóbbá a kvantumszámítógépek

Kvantumprocesszor (illusztráció)

Az ELTE és az ELKH fizikusai saját fejlesztésű algoritmus és a hozzá kapcsolódó fordítószoftver segítségével rekordalacsony számú kvantumlogikai művelettel képesek futtatni kvantumprogramokat, így jelentősen csökkenthető a számítások során keletkezett zajszint. Eredményeik hozzájárulnak a kvantumprocesszorok erőforrásainak hatékonyabb kihasználásához és a kvantumos algoritmusok további fejlesztéséhez.

Az ipar és a tudomány egyre több alkalommal találta magát szemben olyan magas komplexitású feladatokkal, melyek megoldásában a klasszikus informatika erőforrásai már nem bizonyulnak elegendően hatékonynak. A kvantumszámítógépek megjelenésével új perspektívába kerültek ezek a matematikai problémák, melyek megoldására a kutatók kvantumos elvekre épülő algoritmusokat dolgoztak ki.

A kvantummechanikai erőforrásokat hasznosító technológiák számos ipari területen válhatnak alkalmazhatóvá, beleértve a gyógyszergyártást, anyagtervezést, folyamatoptimalizálást, kriptográfiát és portfólió optimalizálást.

Ugyanakkor, napjaink kvantumszámítógépei még nem érték el fejlettségük azon fokát, hogy betöltsék szerepüket a kitűzött matematikai problémák megoldásában. Mivel a kvantumos tulajdonságok, mint például a szuperpozíció, vagy az összefonódás nagyon sérülékenyek és fenntartásuk komoly kísérleti kihívásokba ütközik, a kvantumszámítógépek működését napjainkban még jelentős zajszint jellemzi. Jelenleg aktívan kutatott terület többek között a kvantumprocesszorok erőforrásainak minél hatékonyabb kihasználása is, melyen a közelmúltban az ELTE Természettudományi Kar és a Wigner Fizikai Kutatóközpont fizikusai értek el kiemelkedő eredményeket.

Kvantumprocesszor (illusztráció) Forrás: Pixabay

A magyar kutatók egy saját fejlesztésű algoritmus és fordító szoftver segítségével minden korábban publikált módszernél kevesebb kvantumlogikai művelettel képesek futtatni a kvantumprogramokat. Dr. Rakyta Péter, az ELTE Fizikai Intézetének adjunktusa elmondta: „a logikai kapuk számának csökkentésével jelentős mértékben tudunk javítani a kvantumprocesszorokból kinyert eredmények zajszintjén. Ezt egyértelműen jelzik a kutatásainkba bevont egyetemi hallgatók előzetes teszteredményei is." A módszer lényege, hogy

a kvantumprocesszorokon megvalósított kvantumáramköröket adaptív gépi tanulásos iterációk során tömörítjük,

iterációnként csökkentve a kvantumáramkörben lévő logikai műveletek számát. Dr. Zimborás Zoltán, a Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársa elmondta, hogy a GitHub kódmegosztón közzétett szoftver csomag iránt folyamatos az érdeklődés.

A magyar szakemberek zajcsökkentő módszere - melyet a Quantum nemzetközi folyóiratban közöltek - jelentős szerepet tölthet be a kvantumos algoritmusok fejlesztésén dolgozó kutatók munkájában.

Az ELTE Természettudományi Karán nemrégiben üzembe helyezett kvantumprocesszort az ELTE szakemberei számos kutatáshoz felhasználják, amely forradalmian új lehetőségeket rejt magában a társadalom és a gazdaság számára is. A Kvantuminformatika Nemzeti Laboratórium összefogja a nemzetközileg is magasan jegyzett magyar kutatócsoportokat, valamint a hazai fizikus, mérnök, matematikus és informatikus erőforrásokat, hogy a kvantumtechnológiai kutatások elméleti és alkalmazott területein új eredmények szülessenek.

(ELTE)