Een onderzoeksteam heeft een belangrijke stap gezet op het gebied van kwantumcomputers door een revolutionaire kwantum computing -techniek te ontwikkelen om mechanische leeralgoritmen uit te voeren die conventionele computers overstijgen. Het is algemeen bekend dat kwantumcomputers de moderne wereld kunnen revolutioneren en een enorme impuls kunnen geven aan elk gebied van wetenschap en technologie.
Het onderzoeksteam onthulde hun werk in het tijdschrift Nature Photonics, waar ze een methode presenteerden die gebaseerd is op een kwantumlichtcircuit en een aangepast mechanisch leeralgoritme. Met slechts twee fotonen slaagde de groep erin om een verhoogde snelheid, nauwkeurigheid en efficiëntie aan te tonen ten opzichte van de typische klassieke berekeningsmethoden voor de uitvoering van mechanische leeralgoritmen. Dit is een van de eerste keren dat kwantummechanisch leren is toegepast op problemen in de echte wereld en voordelen heeft laten zien die niet gesimuleerd kunnen worden met binaire computers. Bovendien kan deze nieuwe architectuur worden toegepast op kwantumcomputersystemen met slechts één qubit.
Op traditionele computers is de informatie-eenheid het bit, dat waarden “0” of “1” kan ontvangen en informatie opslaat als combinaties van deze twee cijfers. In kwantumcomputers is de informatie-eenheid de qubit, die dankzij een kwantumfenomeen genaamd superpositie zowel “0” als “1” waarden kan ontvangen. Deze eigenschap zorgt voor exponentiële vooruitgang en snelheid in kwantumcomputers, waardoor enorme hoeveelheden gegevens veel sneller kunnen worden verwerkt dan met traditionele computers.
In tegenstelling tot veel bestaande methoden die versnelling bereiken door hybride kwantum-klassieke computingstechnieken, vereist deze nieuwe methode geen poorten, maar is gebaseerd op de injectie van fotonen. Het team gebruikte een femtoseconde laser om gegevens van een dataset te classificeren op een boriopyritisch glassubstraat, waarbij fotonen werden geïnjecteerd in zes afzonderlijke configuraties die werden behandeld door een hybride kwantum-darussysteem.
De onderzoekers ontdekten dat de experimenten die werden uitgevoerd met behulp van het foton-kwantumcircuit sneller, nauwkeuriger en efficiënter waren dan die welke werden uitgevoerd met alleen klassieke computertechnieken. Deze verbeterde prestaties zijn van toepassing op een speciale categorie mechanisch leren genaamd “nucleair gebaseerd mechanisch leren” en kunnen talloze toepassingen hebben bij gegevensclassificatie.
De studie presenteerde een nieuwe methode voor het detecteren van taken waarin kwantumcomputers superieur zijn aan hybride computersystemen. De gebruikte technieken zijn schaalbaar, wat betekent dat ze nog betere prestaties kunnen leveren naarmate het aantal fotonen of qubits toeneemt. Dit kan leiden tot effectievere algoritmen op het gebied van natuurlijke taalverwerking en andere onder toezicht staande leermodellen.
Kortom, deze nieuwe revolutionaire kwantumcomputertechnologie met “injecties” van fotonen heeft de potentie om de manier waarop we gegevens verwerken en leren transformeren, en kan leiden tot baanbrekende ontwikkelingen in verschillende wetenschappelijke en technologische gebieden.
