Китайцы научили квантовый компьютер работать с большими данными — он мгновенно впитает всё

Квантовые вычисления нуждаются не только в быстрых квантовых процессорах, но и в эффективном интерфейсе для загрузки больших объёмов классических данных. Зачем создавать квантовые вычислители, если они не могут помочь с обработкой накопленных объёмов информации? Ответы на многие вопросы только ждут, чтобы их нашли в завалах информационного мусора. И такое сопряжение возможно, о чём сообщили учёные из Китая.

Китайские исследователи из Чжэцзянского университета (Zhejiang University) продемонстрировали Quantum Random Access Memory (QRAM) — архитектуру памяти, которая позволяет квантовому компьютеру обращаться к классическим данным в квантовой суперпозиции адресов с логарифмической сложностью по числу адресуемых ячеек (чем больше число адресуемых ячеек, тем меньше нужно адресов, что упрощает архитектуру). Иными словами, благодаря QRAM квантовый компьютер сможет за одну операцию извлекать существенно больше данных из классических компьютерных баз, многократно ускоряя их обработку.

Учёные не только обосновали возможность подобной архитектуры (речь идёт не о памяти в классическом понимании, а о регистре с возможностью работать в суперпозиции), но и испытали этот интерфейс совместно со сверхпроводящим квантовым процессором для 4- и 8-битных классических регистров. Для них в проведённых экспериментах достоверность запросов составила соответственно около 0,809 ± 0,025 и 0,604 ± 0,005. Эти результаты демонстрируют, что на существующих квантовых устройствах QRAM может работать достаточно корректно, хотя масштабирование на большие объёмы памяти остаётся непростой задачей.

Тем не менее представленная архитектура (интерфейс) QRAM демонстрирует осуществимость сопряжения квантовых вычислителей с классическими базами данных. Квантовые системы с извлечением данных из памяти в состоянии суперпозиции обретут невообразимую пропускную способность при чтении баз данных и приблизят наступление их практической ценности.