Um pesquisador da Skoltech preencheu as lacunas conectando simuladores qua¢nticos com computadores qua¢nticos mais tradicionais, descobrindo um novo modelo universal de computação qua¢ntica, o modelo variacional. O documento foi publicado como uma letra na revista Physical Review A . O trabalho entrou na lista de Sugestaµes dos Editores.

Um simulador qua¢ntico éconstrua­do para compartilhar propriedades com um sistema qua¢ntico alvo que desejamos entender. Os primeiros simuladores qua¢nticos eram 'dedicados' - o que significa que não podiam ser programados, ajustados ou ajustados e, portanto, podiam imitar um ou poucos sistemas-alvo. Simuladores qua¢nticos modernos permitem algum controle sobre suas configurações, oferecendo mais possibilidades.

Em contraste com os simuladores qua¢nticos, o computador qua¢ntico hámuito prometido éum sistema qua¢ntico totalmente programa¡vel. Embora a construção de um processador qua¢ntico totalmente programa¡vel permanea§a difa­cil, processadores qua¢nticos barulhentos que podem executar programas qua¢nticos curtos e oferecem programação limitada estãoagora disponí­veis nos principais laboratórios em todo o mundo. Esses processadores qua¢nticos estãomais pra³ximos dos simuladores qua¢nticos mais estabelecidos.

Apesar dos prota³tipos dos processadores qua¢nticos de hoje sofrerem de rua­do e falta geral de controlabilidade, vimos demonstrações incra­veis da supremacia computacional qua¢ntica do Google e também de cientistas na China. A supremacia computacional qua¢ntica mostra que os processadores qua¢nticos podem realizar certas tarefas dramaticamente mais rápido do que atémesmo os maiores supercomputadores do mundo.

A supremacia computacional qua¢ntica foi alcana§ada usando apenas uma programabilidade limitada: um programa qua¢ntico curto e fixo, ou circuito, pode ser ajustado, seguido por medições qua¢nticas simplistas. Pesquisadores de todo o mundo estãoquestionando atéque ponto essa abordagem simplista pode ser levada a aplicações que são mais prática s do que a supremacia qua¢ntica.

"Quando um simulador qua¢ntico se torna um computador qua¢ntico? Os processadores qua¢nticos do Google e de outros lugares costumam ser descritos como" situados em algum lugar entre um simulador qua¢ntico dedicado e um computador qua¢ntico programa¡vel ". A abordagem ad hoc usada pelo Google e outros foi para ajustar variacional um circuito qua¢ntico para minimizar uma função de custo calculada classicamente. Esta abordagem acaba por representar um modelo universal de computação qua¢ntica, o que significa que um simulador qua¢ntico são precisa de controle adicional limitado para executar algoritmos qua¢nticos gerais ", observa o professor associado da Skoltech, Jacob Biamonte.

Biamonte, que dirige o Laborata³rio de Processamento de Informação Qua¢ntica, provou, como os editores da nota do jornal, "que a abordagem variacional contemporâneapara algoritmos aprimorados qua¢nticos permite um modelo universal de computação qua¢ntica." Os editores continuaram afirmando: "Isso traz os recursos necessa¡rios para a computação qua¢ntica universal mais pra³ximos dos processadores qua¢nticos contempora¢neos."

"O estudo preenche a lacuna entre um simulador qua¢ntico programa¡vel e um computador qua¢ntico universal. A análise forneceu um novo meio para implementar algoritmos qua¢nticos usando uma abordagem variacional", diz Biamonte.