Překvapivý objev: Náhodnost zlepší výkon kvantových počítačů a zjednoduší potlačení šumu

Nový výzkum vedený doktorandem Leeseokem Kimem z University of New Mexico ukázal, že zavedení náhodnosti může výrazně zlepšit výkon kvantových počítačů, a to i v přítomnosti rušivého šumu.

Nový výzkum vedený doktorandem Leeseokem Kimem z University of New Mexico ukázal, že zavedení náhodnosti může výrazně zlepšit výkon kvantových počítačů, a to i v přítomnosti rušivého šumu. Tento objev, který vznikl pod vedením asistenta profesora Milada Marviana a s podporou Changhaoa Yiho, byl publikován v prestižním časopise *Physical Review Letters* a představen na mezinárodní konferenci QSim 2025.

Kvantové počítače slibují revoluční řešení pro problémy, které jsou pro klasické počítače příliš složité, například v oblasti simulace a objevování nových materiálů, optimalizace nebo kryptografie. Jejich široké uplatnění však zatím brání vysoká citlivost na šum, který narušuje kvantové stavy a snižuje spolehlivost výpočtů. Efektivní potlačení šumu je proto klíčovou výzvou pro další rozvoj kvantových technologií.

Tým Leeseoka Kima se zaměřil na protokoly kvantového řízení, které mají za cíl šum potlačit. Vyvinuli novou randomizovanou konstrukci dynamického oddělování, což je široce používaná technika kvantového řízení. Prokázali, že tato nová metoda dokáže překonat jakékoli deterministické protokoly, včetně těch, které se v současnosti používají v moderních kvantových zařízeních.

Jednou z hlavních výhod tohoto přístupu je jeho jednoduchost. Novou techniku lze snadno integrovat do stávajících kvantových výpočetních platforem bez nutnosti zásadních změn. To usnadňuje její aplikaci a urychluje možnost praktického využití v reálných systémech. Leeseok Kim, který obdržel za svou disertační práci vyznamenání, bude po dokončení doktorátu pokračovat ve výzkumu jako postdoktorand v Los Alamos National Laboratory. Jeho práce posouvá naše chápání potlačení šumu i potenciálu kvantových počítačů v simulačních úlohách.