Ett team av forskare från universitetet i Innsbruck och den österrikiska vetenskapsakademin har utvecklat ett sätt att verifiera utdata från en kvantdator genom att jämföra den med utdata från en annan kvantdator. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver hur de utvecklar och testar sin effektiva metod för att verifiera kvantenheter.

När datavetare går närmare att skapa en verkligt användbar kvantdator, de står inför ett nytt problem – hur man verifierar dess resultat. Att verifiera resultaten från små kvantdatorer med bara några få kvantbitar är enkelt – jämför resultaten med resultatet från en traditionell dator. I ett system med fler qubits, dock, detta tillvägagångssätt blir omöjligt – det kräver för mycket traditionell datorkraft. Hela poängen med kvantberäkning, trots allt, är att lösa problem som för närvarande är olösliga av traditionella datorer.

Ett annat sätt att verifiera resultaten som produceras av en kvantdator är att jämföra dem med utdata från en annan kvantdator. Tyvärr, detta är inte så enkelt som det låter på grund av kvantmekanikens inneboende slumpmässighet. Inte ens identiska kvantdatorer ger identiska resultat. Med kvantdatorer, det är sannolikheterna för utdata de producerar, snarare än utgångarna, som är samma.

Tidigare försök att jämföra resultat från två kvantdatorer har vanligtvis inneburit att rekonstruera deras kvanttillstånd. Men detta tillvägagångssätt blir omöjligt när systemen växer sig större – det kräver 4 ⁿ mätningar för att uppskatta tillstånden för system med n qubits. Ett annat tillvägagångssätt innebär att man använder en parameter som kallas för trohet. Den definieras som en parameter som beskriver överlappningen mellan utdata från två kvantdatorer. I denna nya insats, forskarna föreslog ett nytt sätt att använda trohetsmått för att jämföra resultatet från två kvantdatorer.

Det nya tillvägagångssättet innebär att man först förbereder ett initialtillstånd för båda datorerna. Nästa, en slumpmässig operation tillämpas på båda initialtillstånden, och sedan mäts båda enheterna. Slumpmässigheten i de operationer som utförs på systemet säkerställer att alla stater behandlas rättvist, förhindra införandet av dåliga tillstånd som kan påverka resultaten. Forskarna testade sitt tillvägagångssätt på en 10-qubit fångade-jon kvantsimulator och fann att den gav en hög initial trohet på 0,97. Över tid, troheten minskade, tyvärr, på grund av komplikationer som involverar många kroppsliga tillstånd, faller tillbaka till 0,7.

© 2020 Science X Network