Kvantberäkning har nått en avgörande punkt där teknologin levererar praktiska fördelar för artificiell intelligens, enligt nya genombrott från flera forskargrupper.
Ett team från Wiens universitet och samarbetspartners har visat att småskaliga kvantdatorer redan kan överträffa klassiska system i specifika maskininlärningsuppgifter. Med hjälp av en fotonisk kvantprocessor visade forskarna att kvantförstärkta algoritmer kan klassificera data mer exakt än konventionella metoder. Experimentet, som publicerades i Nature Photonics, använde en kvantkrets byggd vid Politecnico di Milano för att köra en maskininlärningsalgoritm som först föreslogs av forskare vid Quantinuum.
"Detta kan bli avgörande i framtiden, eftersom maskininlärningsalgoritmer håller på att bli ohanterliga på grund av för höga energikrav," påpekade medförfattaren Iris Agresti. Den fotoniska kvantplattformen visade fördelar i hastighet, noggrannhet och energieffektivitet jämfört med klassiska beräkningstekniker, särskilt för kernel-baserade maskininlärningsapplikationer.
I ett parallellt genombrott har ett multinationellt team från Chalmers tekniska högskola, Universitetet i Milano, Universitetet i Granada och Tokyos universitet utvecklat en algoritm som gör det möjligt för vanliga datorer att troget simulera en feltolerant kvantkrets. Denna innovation angriper Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) bosoniska kod, som länge varit svår att simulera men är avgörande för att bygga stabila och skalbara kvantdatorer.
Samtidigt har forskare från USC och Johns Hopkins University uppnått vad många betraktar som kvantberäkningens "heliga graal": en ovillkorlig exponentiell prestandaförbättring med hjälp av IBMs 127-kubits Eagle-processorer. Teamet visade denna fördel på ett klassiskt "gissa-mönstret"-pussel och bevisade utan antaganden att kvantmaskiner kan överträffa de bästa klassiska datorerna. De använde tekniker som felkorrigering och IBMs kraftfulla kvantmaskinvara för att nå denna milstolpe.
Dessa framsteg signalerar att kvantberäkning är på väg att gå från teoretiska löften till praktiska tillämpningar. När IBM fortsätter sin ambitiösa plan mot ett system med över 4 000 kubitar till 2025, och forskare visar kvantfördelar inom allt från maskininlärning till halvledartillverkning, verkar teknologin redo att leverera omvälvande möjligheter inom flera branscher.