Ученые Физического института имени П.Н. Лебедева (ФИАН) и Российского квантового центра (РКЦ) первыми в стране представили решение прикладных задач с помощью квантового процессора на ионах иттербия (Yb+). В пресс-службе института рассказали, что компьютер разделял написанные от руки изображения нулей, единиц и графов.
Для достижения результата исследователи применяли алгоритмы машинного обучения, реализованные на квантовом процессоре. В ходе эксперимента использовали метод support vector machine (SVM), популярный для классификации. Благодаря тому, что сравнение данных, также именуемое «ядерной частью» алгоритма, выполняли на квантовом процессоре, разработчикам удалось эффективно обрабатывать сложные изображения.
Один из участников исследования, научный руководитель группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ Алексей Федоров объяснил, что для перевода ионов в квантовое состояние создавались суперпозиции и проводились операции запутывания кубитов (наименьшей единицы информации в квантовом компьютере). Квантовые состояния отдельных ионов изменялись с помощью лазеров и детекторов излучения.
По завершении вычислений авторы исследования измеряли положение иона, и на основе полученных сведений интерпретировали результаты работы алгоритмов машинного обучения. Физики также сравнили разные способы кодирования данных в квантовые состояния и выбрали самый эффективный. Алгоритм обучался на небольшом количестве информации и безошибочно классифицировал изображения.
В результате эксперимента выяснилось, что даже маленькие квантовые процессоры способны решать важные практические задачи. Эксперты считают, что такие технологии найдут применение в медицине (анализ МРТ и рентгена), биоинформатике, химии и финансах для поиска закономерностей и ускорения вычислений.
Ранее в Науке Mail рассказывали, что нейросети смогут проверять научные факты на достоверность.