Forskare från Tohoku University har utvecklat en algoritm som förbättrar förmågan hos en kanadensisk designad kvantdator att mer effektivt hitta den bästa lösningen för komplicerade problem, enligt en studie publicerad i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

Kvantberäkning drar fördel av subatomära partiklars förmåga att existera i mer än ett tillstånd samtidigt. Det förväntas ta dagens datoranvändning till nästa nivå genom att möjliggöra bearbetning av mer information på kortare tid.

D-Wave kvantglödgarn, utvecklat av ett kanadensiskt företag som hävdar att det säljer världens första kommersiellt tillgängliga kvantdatorer, använder begreppen kvantfysik för att lösa "kombinatoriska optimeringsproblem". Ett typiskt exempel på denna typ av problem ställer frågan:"Med tanke på en lista över städer och avstånden mellan varje par av städer, vilken är den kortaste möjliga vägen som besöker varje stad och återvänder till den ursprungliga staden?" Företag och industrier står inför ett stort antal liknande komplexa problem där de vill hitta den optimala lösningen bland många möjliga med minsta möjliga resurser.

Ph.D-kandidaten Shuntaro Okada och informationsforskaren Masayuki Ohzeki från Japans Tohoku-universitet samarbetade med den globala fordonskomponenttillverkaren Denso Corporation och andra kollegor för att utveckla en algoritm som förbättrar D-Wave-kvantglödgarens förmåga att lösa kombinatoriska optimeringsproblem.

Algoritmen fungerar genom att dela upp ett ursprungligen stort problem i en grupp av delproblem. D-Wave-glödgningsanordningen optimerar sedan iterativt varje delproblem för att så småningom lösa det ursprungliga större. Tohoku University-algoritmen förbättrar en annan algoritm som använder samma koncept genom att tillåta användning av större delproblem, i slutändan leder till att man kommer fram till mer optimala lösningar mer effektivt.

"Den föreslagna algoritmen är också tillämplig på den framtida versionen av D-Wave kvantglödgaren, som innehåller många fler qubits, " säger Ohzeki. Qubits, eller kvantbitar, utgör den grundläggande enheten i kvantberäkning. "När antalet qubits monterade i D-Wave quantum annealer ökar, vi kommer att kunna få ännu bättre lösningar, " han säger.

Teamet syftar sedan till att bedöma användbarheten av deras algoritm för olika optimeringsproblem.