Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Innsbruck e da Academia Austríaca de Ciências desenvolveu uma maneira de verificar a saída de um computador quântico comparando-a com a saída de outro computador quântico. Em seu artigo publicado na revista Cartas de revisão física , o grupo descreve o desenvolvimento e o teste de sua abordagem eficiente para verificar dispositivos quânticos.

À medida que os cientistas da computação se aproximam da criação de um computador quântico verdadeiramente utilizável, eles se deparam com um novo problema - como verificar seus resultados. Verificar os resultados de pequenos computadores quânticos com apenas alguns qubits é simples - compare os resultados com a saída de um computador tradicional. Em um sistema com mais qubits, Contudo, essa abordagem se torna inviável - requer muito poder de computação tradicional. O ponto principal da computação quântica, Afinal, é resolver problemas que atualmente não têm solução para os computadores tradicionais.

Outra maneira de verificar os resultados produzidos por um computador quântico é compará-los com a saída de outro computador quântico. Infelizmente, isso não é tão simples quanto parece devido à aleatoriedade intrínseca da mecânica quântica. Mesmo computadores quânticos idênticos não produzirão resultados idênticos. Com computadores quânticos, são as probabilidades para os resultados que eles produzem, ao invés das saídas, que são iguais.

Esforços anteriores para comparar os resultados de dois computadores quânticos envolveram tipicamente a reconstrução de seus estados quânticos. Mas esta abordagem torna-se inviável à medida que os sistemas crescem - requer 4 ⁿ medições para estimar os estados de sistemas com n qubits. Outra abordagem envolve o uso de um parâmetro chamado fidelidade. É definido como um parâmetro que descreve a sobreposição entre a saída de dois computadores quânticos. Neste novo esforço, os pesquisadores propuseram uma nova maneira de usar medidas de fidelidade para comparar a saída de dois computadores quânticos.

A nova abordagem envolve primeiro a preparação de um estado inicial para ambos os computadores. Próximo, uma operação aleatória é aplicada a ambos os estados iniciais, e então ambos os dispositivos são medidos. A aleatoriedade das operações realizadas no sistema garante que todos os estados sejam tratados de forma justa, evitando a introdução de estados ruins que poderiam enviesar os resultados. Os pesquisadores testaram sua abordagem em um simulador quântico de íons aprisionados de 10 qubit e descobriram que ele deu uma alta fidelidade inicial de 0,97. Hora extra, a fidelidade diminuiu, Infelizmente, devido a complicações envolvendo muitos estados corporais, caindo para 0,7.

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