Mesurer les performances d’un ordinateur quantique est désormais encore plus rapide et précis


Mesurer les performances d'un ordinateur quantique est désormais encore plus rapide et précis

Sandia National Laboratories a développé un style de test plus rapide et plus précis pour ordinateurs quantiques, comme celui illustré ici. Crédit : Bret ce dernier, Sandia National Laboratories

Qu’est-ce qu’un ordinateur quantique a en commun avec un choix de premier plan dans le sport ? Les deux ont beaucoup attiré l’attention des dénicheurs de talents. Les ordinateurs quantiques, des machines expérimentales capables d’effectuer certaines tâches plus rapidement que les superordinateurs, sont constamment examinés, comme les jeunes athlètes, pour leur potentiel à devenir un jour des technologies révolutionnaires.

, les scientifiques-éclaireurs disposent de leur premier outil pour évaluer la capacité d’une future à effectuer des tâches réalistes et à découvrir son véritable potentiel et ses limites.

Un nouveau test de référence développé par Sandia National Laboratories prédit la probabilité qu’un processeur quantique exécute un programme particulier sans erreur.

Le processus dit du circuit miroir, publié aujourd’hui dans Physique naturelle, est plus rapide et plus précis que les tests traditionnels, et aide les scientifiques à développer les technologies les plus susceptibles de conduire au premier ordinateur quantique pratique au monde qui pourrait considérablement accélérer la recherche en médecine, chimie, physique, agriculture et sécurité nationale.

Jusqu’à présent, les scientifiques ont mesuré les performances sur les parcours d’obstacles d’opérations aléatoires.

Mais selon la nouvelle recherche, les tests de référence conventionnels sous-estiment de nombreuses erreurs informatiques quantiques. Cela peut conduire à des attentes irréalistes quant à la puissance ou à l’utilité d’une machine quantique. Selon l’article, les circuits miroirs offrent une méthode de test plus précise.

Un circuit miroir est une routine informatique qui effectue une série de calculs, puis les inverse.

« C’est une pratique courante dans la communauté de l’informatique quantique d’utiliser simplement des programmes aléatoires et désordonnés pour mesurer les performances, et nos résultats montrent que ce n’est pas bon », a déclaré l’informaticien Timothy Proctor, membre du Quantum Performance Laboratory de Sandia qui a participé à la recherche. .

La nouvelle méthode de test permet également de gagner du temps, ce qui aidera les chercheurs à évaluer des machines de plus en plus sophistiquées. La plupart des tests de référence recherchent les erreurs en exécutant le même ensemble d’instructions sur une machine quantique et un ordinateur conventionnel. S’il n’y a pas d’erreurs, les résultats devraient être les mêmes.

Cependant, comme les ordinateurs quantiques effectuent certains calculs beaucoup plus rapidement que les ordinateurs traditionnels, les chercheurs peuvent attendre longtemps la fin des ordinateurs ordinaires.

Avec un circuit miroir, cependant, la sortie doit toujours être la même que l’entrée ou une modification intentionnelle. Au lieu d’attendre, les scientifiques peuvent immédiatement vérifier les résultats de l’ordinateur quantique.

Une nouvelle méthode révèle les faiblesses des évaluations de performance conventionnelles

Proctor et ses collègues ont que les tests randomisés négligent ou sous-estiment les effets composites des erreurs. Lorsqu’un bogue s’aggrave, il s’aggrave au fur et à mesure que le programme progresse, comme un récepteur large allant dans le mauvais sens et s’éloignant de plus en plus de l’endroit où il devrait être au fur et à mesure que le jeu progresse.

En imitant les programmes fonctionnels, Sandia a découvert que les résultats finaux présentaient souvent des écarts plus importants que les tests randomisés ne le montraient.

« Nos expériences d’analyse comparative ont montré que les performances des ordinateurs quantiques actuels sont beaucoup plus variables avec des programmes structurés », a déclaré Proctor.

La méthode du circuit miroir permet également aux scientifiques de mieux comprendre l’amélioration des ordinateurs quantiques actuels.

« En appliquant notre méthode aux ordinateurs quantiques actuels, nous avons beaucoup appris sur les erreurs que subissent ces appareils particuliers – car différents types d’erreurs affectent différents programmes à différents degrés », a déclaré Proctor. « C’est la première fois que ces effets sont observés dans des processeurs avec de nombreux qubits. Notre méthode est le premier outil pour étudier ces effets d’erreur à grande échelle. »


Un bond décisif dans la réduction des erreurs pour les ordinateurs quantiques


Plus d’information:
Timothy Proctor, Mesure des capacités de calcul quantique, Physique naturelle (2021). DOI : 10.1038 / s41567-021-01409-7. www.nature.com/articles/s41567-021-01409-7

Avec l’aimable autorisation des laboratoires nationaux Sandia

Devis: La mesure des performances d’un ordinateur quantique est désormais plus rapide et précise (2021, 20 décembre), accessible le 20 décembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-12-quantum-power-faster-accurate .html

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