Un equipo de investigadores de Australia y el Reino Unido ha desarrollado un nuevo marco teórico para identificar los cálculos que ocupan la 'frontera cuántica', el límite en el que los problemas se vuelven imposibles para las computadoras actuales y solo pueden resolverse con una computadora cuántica., demuestran que estos cálculos se pueden realizar con computadoras cuánticas intermedias a corto plazo.
"Hasta hace poco, era difícil decir definitivamente cuándo las computadoras cuánticas pueden superar a las computadoras clásicas", dijo el profesor Michael Bremner, investigador jefe del Centro de Computación Cuántica y Tecnología de la Comunicación y miembro fundador del Centro UTS de Software e Información Cuántica UTS: QSI.
"El gran desafío para los teóricos de la complejidad cuántica en la última década ha sido encontrar pruebas más sólidas de la existencia de la frontera cuántica, y luego identificar dónde vive. Ahora estamos entendiendo esto y comenzando a comprenderlos recursos necesarios para cruzar la frontera para resolver problemas que las computadoras de hoy no pueden "
El equipo ha identificado cálculos cuánticos que requieren los recursos físicos menos conocidos necesarios para ir más allá de las capacidades de las computadoras clásicas, lo que es significativo debido a los desafíos tecnológicos asociados con la ampliación de las computadoras cuánticas.
El profesor Bremner dijo que el resultado también indica que la tolerancia a fallas completa puede no ser necesaria para superar a las computadoras clásicas. "Hasta la fecha, se ha aceptado ampliamente que la corrección de errores sería un componente necesario de las computadoras cuánticas futuras, pero nadie hasin embargo, pude lograr esto a una escala significativa ", dijo Bremner.
"Nuestro trabajo muestra que, si bien se necesita cierto nivel de mitigación de errores para cruzar la frontera cuántica, es posible que podamos superar a las computadoras clásicas sin la complejidad de diseño adicional de la tolerancia a fallas completas", dijo.
La Dra. Ashley Montanaro de la Universidad de Bristol colaboró con Bremner para desarrollar el marco.
"Comenzamos con el objetivo de definir los recursos mínimos necesarios para construir una computadora cuántica posclásica, pero luego descubrimos que nuestro modelo podía simularse clásicamente con una pequeña cantidad de ruido o imperfección física", dijo Montanaro.
"La esperanza entre los científicos siempre había sido que si la cantidad de ruido en un sistema cuántico fuera lo suficientemente pequeña, entonces sería superior a una computadora clásica, sin embargo, ahora hemos demostrado que probablemente este no sea el caso, al menospara esta clase particular de cálculos ", dijo.
"Entonces nos dimos cuenta de que es posible usar una codificación clásica en un circuito cuántico para superar el 'ruido' de una manera mucho más simple para mitigar estos errores. La efectividad de este enfoque fue sorprendente. Lo que sugiere es que podríamos usartales estructuras para desarrollar nuevos algoritmos cuánticos de manera que puedan evitar directamente ciertos tipos de errores ".
"Este es un resultado que podría conducir a computadoras cuánticas 'intermedias' útiles en el mediano plazo, mientras continuamos persiguiendo el objetivo de una computadora cuántica universal a gran escala".
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Materiales proporcionados por Centro de Computación Cuántica y Tecnología de Comunicación . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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