Квантові комп'ютери повинні бути експоненційно швидшими у вирішенні деяких завдань навчання за класичні машини
12. червень, 2022 в 4:36
Розроблено теорію, згідно з якою квантові комп'ютери мають бути експоненційно швидше у вирішенні деяких завдань навчання, ніж класичні машини.
Це зробила група дослідників з кількох американських інститутів, включаючи Google Quantum AI, та їхні колеги з Австралії. Свої результати вони отримали під час тестування на квантовому комп'ютері Sycamore компанії Google, і разом з теорією опублікували в журналі Science. Також Ведран Дунько з Лейденського університету опублікував статтю Perspective у тому ж номері журналу, в якій виклав ідею поєднання квантових обчислень з машинним навчанням для створення нового рівня комп'ютерних систем навчання.
Машинне навчання – це система, за допомогою якої комп'ютери, навчені на наборах даних, роблять обґрунтовані припущення щодо нових отриманих даних.
Квантові обчислення зосереджені на використанні субатомних частинок, що являють собою кубити, як засіб для виконання додатків набагато швидше, ніж це можливо за допомогою класичних комп'ютерів.
У цій новій роботі дослідники розглянули ідею запуску додатків машинного навчання на квантових комп'ютерах, що, можливо, зробить їх більш здатними до навчання та, отже, кориснішими.
Щоб з'ясувати, чи можлива ця ідея, і, що важливіше, чи будуть результати кращими, ніж на класичних комп'ютерах, дослідники поставили проблему по-новому – вони розробили завдання машинного навчання, яке навчатиметься за допомогою багато повторюваних експериментів. Потім вони розробили теорію, що описує, як квантова система може бути використана для проведення таких експериментів та навчання на їх основі.
Вони виявили, що змогли довести, що квантовий комп'ютер може це робити, і що він може робити це набагато краще, ніж класична система. Фактично вони виявили, що кількість експериментів, необхідних для вивчення концепції, на чотири порядки нижче, ніж для класичних систем. Потім дослідники створили таку систему та протестували її на квантовому комп'ютері Sycamore та підтвердили свою теорію.
Ця робота дозволяє припустити, що коли будь-коли буде створено придатний для використання квантовий комп'ютер з реальними словами, то він може виявитися здатним до нових речей у майже неймовірних масштабах.