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Computador quântico resolve problema 3 milhões de vezes mais rápido do que um computador clássico

Para resolver um problema de décadas, vantagem computacional quântica pode ser alcançada através do método chamado recozimento quântico



Foto: AdobeStock




Pesquisadores de computação quântica da D-Wave demonstraram que é possível simular alguns materiais até três milhões de vezes mais rápido do que com os métodos clássicos correspondentes, usando um método chamado recozimento quântico.

De acordo com publicação do site ZDNet, os cientistas da D-Wave, com a colaboração de pesquisadores do Google, começaram a medir a velocidade da simulação em um dos processadores de recozimento quântico da D-Wave e descobriram que o desempenho aumentava tanto com o tamanho da simulação quanto com a dificuldade do problema, para atingir um aumento de um milhão de vezes em relação ao que poderia ser alcançado com uma CPU clássica.


O problema utilizado pelos pesquisadores já foi resolvido pelos vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2016, Vadim Berezinskii, J. Michael Kosterlitz e David Thouless, que estudaram o comportamento do chamado "magnetismo exótico", que ocorre em sistemas magnéticos quânticos. Eles usaram métodos matemáticos avançados para descrever, na década de 1970, as propriedades de um ímã quântico bidimensional, que lançava luz sobre os estranhos - ou "exóticos" - estados que a matéria pode assumir.

A última pesquisa da D-Wave demonstra que os processadores de recozimento quântico da empresa podem levar a uma vantagem de desempenho computacional. "Este trabalho é a evidência mais clara de que os efeitos quânticos fornecem uma vantagem computacional nos processadores D-Wave", disse Andrew King, Diretor de Pesquisa de Desempenho da D-Wave.


Os processadores da D-Wave são baseados na tecnologia de recozimento quântico, que é uma técnica de computação quântica usada para encontrar soluções para problemas de otimização. Os processadores de recozimento quântico são mais fáceis de controlar e operar do que seus equivalentes baseados em portas, razão pela qual a tecnologia da D-Wave já atingiu números muito maiores de qubits do que pode ser encontrado nos dispositivos construídos por grandes players como IBM ou Google.

Segundo o ZDNet, King e sua equipe usaram o sistema D-Wave de 2.000 qubit para simular o magnetismo exótico, que foi recentemente revisado para reduzir o ruído, para modelar um sistema magnético quântico programável. Os pesquisadores também programaram um algoritmo clássico padrão para este tipo de simulação, chamado de "path-integral Monte Carlo" (PIMC) para comparar os resultados quânticos com cálculos executados pela CPU.

Os cientistas demonstraram que a simulação quântica superou os métodos clássicos por uma margem.


"O que vemos é um enorme benefício em termos absolutos", disse King. "Esta simulação é um problema real que os cientistas já atacaram usando os algoritmos com os quais comparamos, marcando um marco significativo e uma base importante para o desenvolvimento futuro. Isso não teria sido possível hoje sem o processador de baixo ruído da D-Wave", disse o diretor.


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Fonte: ComputerWorld

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Atualizado em    15/04/2021

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