Forskare har upptäckt en ny och mer effektiv beräkningsmetod för att para ihop tillförlitligheten hos en klassisk dator med styrkan i ett kvantsystem.

Denna nya beräkningsmetod öppnar dörren till olika algoritmer och experiment som tar kvantforskare närmare korttidsapplikationer och upptäckter av tekniken.

"I framtiden, kvantdatorer kan användas i en mängd olika applikationer, inklusive att hjälpa till att ta bort koldioxid från atmosfären, utveckla konstgjorda lemmar och designa effektivare läkemedel, "sa Christine Muschik, en huvudutredare vid Institute for Quantum Computing (IQC) och en fakultetsmedlem i fysik och astronomi vid University of Waterloo.

Forskargruppen från IQC i samarbete med universitetet i Innsbruck är den första som föreslår det mätbaserade tillvägagångssättet i en återkopplingsslinga med en vanlig dator, uppfinna ett nytt sätt att hantera problem med hård dator. Deras metod är resurseffektiv och kan därför använda små kvanttillstånd eftersom de är skräddarsydda för specifika typer av problem.

Hybridberäkning, där en vanlig dators processor och en kvantprocessor är kopplade till en återkopplingsslinga, ger forskare en mer robust och flexibel metod än att försöka använda en kvantdator ensam.

Medan forskare för närvarande bygger hybrid, datorer baserade på kvantportar, Muschiks forskargrupp var intresserad av de kvantberäkningar som kunde göras utan grindar. De konstruerade en algoritm där en hybridkvantklassisk beräkning utförs genom att utföra en mätningssekvens på ett intrasslat kvanttillstånd.

Teamets teoretiska forskning är goda nyheter för kvantprogramvaruutvecklare och experimenter eftersom det ger ett nytt sätt att tänka på optimeringsalgoritmer. Algoritmen erbjuder hög feltolerans, ofta ett problem i kvantsystem, och arbetar för ett brett spektrum av kvantsystem, inklusive fotoniska kvantprocessorer.

Hybridberäkning är en ny gräns i korttidskvantapplikationer. Genom att ta bort beroende av kvantportar, Muschik och hennes team har tagit bort kampen med fina och känsliga resurser och istället, genom att använda intrasslade kvanttillstånd, de tror att de kommer att kunna designa återkopplingsslingor som kan anpassas till de datamängder som datorerna undersöker på ett mer effektivt sätt.

"Kvantdatorer har potential att lösa problem som superdatorer inte kan, men de är fortfarande experimentella och sköra, sa Muschik.

Studien, "En mätbaserad variationskvantum eigensolver, "som beskriver forskarnas arbete publicerades nyligen i tidskriften Fysiska granskningsbrev .