L'une des découvertes les plus frappantes de la théorie de l'information quantique est l'existence de problèmes qui peuvent être résolus d'une manière plus efficace avec les ressources quantiques qu'avec tout algorithme classique connu.
Nombre de partitionnement, qui se réfère à la simple tâche de diviser un ensemble de nombres en deux groupes de sommes égales est, en fait, un problème très difficile à résoudre avec des ordinateurs classiques.
Souvent, de tels problèmes peuvent être liés à un modèle physique, ce qui permet alors de résoudre le problème en trouvant l'état d'énergie minimale du modèle. Ici, un rôle important est joué par les modèles de verre de spin, qui est, les modèles décrivant une collection de petits aimants qui interagissent les uns avec les autres de façon aléatoire.
Dans le travail récent publié dans Nature Communications, Dr. Tobias Herbe, David Raventós, Dr. Christian Gogolin, dirigé par ICREA Prof. à ICFO Dr. Maciej Lewenstein, en collaboration avec le Dr Bruno Julià-Díaz de l'Université de Barcelone (UB), jeter les bases théoriques pour une simulation quantique de la physique de verre de spin avec des ions piégés.
L'idée proposée par l'équipe de chercheurs montre comment aborder le problème du nombre partitionnement en appliquant une stratégie connue sous le nom "recuit quantique". Ceci est réalisé en appliquant d'abord un fort champ magnétique qui est ensuite coupée lentement au cours de la simulation. De cette manière, l'état quantique est déformée jusqu'à ce qu'elle corresponde à la solution désirée. Cela peut être plus rapide que d'autres méthodes pour résoudre le problème.
La mise en œuvre de cette approche est possible avec les techniques state-of-the-art pour le piégeage, le refroidissement et la manipulation des ions. Comme le Dr Herbe indique clairement, «Dans le passé, nous avons vu des simulations quantiques qui résolvent un problème de la physique quantique. Dans notre approche, les mêmes techniques sont utilisées pour résoudre un problème de la science informatique. Les résultats de notre étude ouvre une nouvelle voie et apporte nous un pas de plus vers le développement d'un ordinateur quantique ".
Découvrez plus: obias Graß et al. Quantum annealing for the number-partitioning problem using a tunable spin glass of ions, Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms11524
Journal reference: Nature Communications Provided by: ICFO-The Institute of Photonic Sciences
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