Oryginalna wersja z tę historię pojawił się w Magazyn Quanta.
Nie jest łatwo badać układy kwantowe – zbiory cząstek kierujące się sprzecznymi z intuicją zasadami mechaniki kwantowej. Zasada nieoznaczoności Heisenbergakamień węgielny teorii kwantowej, mówi, że nie da się jednocześnie zmierzyć dokładnego położenia cząstki i jej prędkości – to dość ważna informacja dla zrozumienia, co się dzieje.
Aby zbadać, powiedzmy, konkretny zbiór elektronów, badacze muszą wykazać się sprytem. Mogą wziąć pudełko elektronów, szturchać je na różne sposoby, a następnie zrobić migawkę tego, jak wygląda na końcu. W ten sposób mają nadzieję zrekonstruować wewnętrzną dynamikę kwantową w działaniu.
Jest jednak pewien haczyk: nie można jednocześnie zmierzyć wszystkich właściwości systemu. Więc powtarzają. Zaczną od swojego systemu, szturchną, a potem zmierzą. Potem zrobią to ponownie. W każdej iteracji będą mierzyć jakiś nowy zestaw właściwości. Zbuduj wystarczającą liczbę migawek i uczenie maszynowe Algorytmy mogą pomóc zrekonstruować pełne właściwości oryginalnego systemu — lub przynajmniej naprawdę się do nich zbliżyć.
To żmudny proces. Ale teoretycznie komputery kwantowe mogłoby pomóc. Maszyny te, działające zgodnie z prawami kwantowymi, mają potencjał, aby znacznie lepiej niż zwykłe komputery modelować działanie układów kwantowych. Mogą także przechowywać informacje nie w klasycznej pamięci binarnej, ale w bardziej złożonej formie zwanej pamięcią kwantową. Pozwala to na znacznie bogatsze i dokładniejsze opisy cząstek. Oznacza to również, że komputer może przechowywać w swojej pamięci roboczej wiele kopii stanu kwantowego.
Kilka lat temu zespół z Kalifornijskiego Instytutu Technologii zademonstrowano że niektóre algorytmy korzystające z pamięci kwantowej wymagają wykładniczo mniej migawek niż algorytmy, które jej nie używają. Ich metoda stanowiła ogromny postęp, wymagała jednak stosunkowo dużej ilości pamięci kwantowej.
To coś w rodzaju zerwania umowy, ponieważ z praktycznego punktu widzenia pamięć kwantowa jest trudna do zdobycia. Komputer kwantowy składa się z połączonych ze sobą bitów kwantowych zwanych kubitami, a kubitów można używać do obliczeń lub pamięci, ale nie do obu tych celów.
Teraz dwa niezależne zespoły wymyśliły sposoby radzenia sobie ze znacznie mniejszą pamięcią kwantową. W pierwszym papier, Sitan Cheninformatyk z Uniwersytetu Harvarda i jego współautorzy wykazali, że zaledwie dwie kopie stanu kwantowego mogą wykładniczo zmniejszyć liczbę potrzebnych do wykonania migawki układu kwantowego. Innymi słowy, pamięć kwantowa jest prawie zawsze warta inwestycji.
