30.03.2008
Исследователи департамента Siemens Corporate Technology (CT) и Технического университета г. Мюнхен провели первый в мире эксперимент по реализации искусственной нейронной сети на простом квантовом компьютере. Это еще один важный шаг на пути к созданию пригодного к практическому применению квантового компьютера. Ученые мюнхенского Технического университета проверили разработанную исследователями департамента Siemens Corporate Technology модель распознавания образов в магнитно-резонансном спектрометре (NMR). Система с двумя так называемыми "квабитами" подтвердила все результаты.
Тенденция миниатюризации при одновременном повышении мощности привела к тому, что обычные компьютеры за несколько лет достигли своих физических границ. Поэтому эксперты ожидают от компьютеров будущего работу не с битами, а с квабитами. В то время, как один бит информации может быть представлен лишь 0 или 1, квабиты благодаря удивительным свойствам квантового пространства могут одновременно отображать различные состояния, будучи при этом связанными с другими квабитами. Таким образом, наряду с выигрышем по скорости, ожидается сокращение затрат энергии, которые уже сегодня в современных мощных вычислительных машинах составляют значительную величину.
Для своего квантового компьютера эксперты Siemens Corporate Technology использовали результаты исследований специальных нейронных сетей, пригодных для распознавания образов. В качестве образов использовались точки, каждая из которых посредством квабитов может быть представлена в одном из двух цветов. С помощью собственного алгоритма исследователи могут сказать заранее, как себя поведет реальный квантовый компьютер при использовании нового цветового образца. Симуляция сравнивает этот образ с уже сохраненными и выдает процент схожести.
Реальные опыты были проведены исследователями мюнхенского университета в NRM-спектрометре. В раствор комнатой температуры помещался формиат натрия, содержащий по одному атому углерода и водорода. При воздействии сильных магнитных полей каждая из частичек образует по квабиту. При этом полученные сигналы полностью соответствовали заранее рассчитанным. Таким образом исследователи показали, что их алгоритм квантового компьютера на практике дает правильные результаты.
Скорейшее распознавание образов — дальняя цель развития — может найти у Siemens широкое применение, идет ли речь о медицине, технике автоматизации или технике для энергетики. Для таких комплексных проблем, как идентификация цепочек генов, квантовый компьютер подходит особенно хорошо. В перспективе исследователи видят применение гибридного процессора, работающего с обычной техникой на основе кванто-механических методов. Большинство операций при этом берут на себя обычные электронные чипы, а специальные задачи поручаются квантовому процессору.
