В России придумали, как сгладить «ловушки» в квантовых вычислениях

Исследователи Университета МИСИС разработали новый протокол для квантовых алгоритмов, который помогает находить лучшие решения быстрее и точнее. Секрет — целенаправленные каналы шума, которые выравнивают «неровности» функции потерь и упрощают обучение квантовых моделей.

Квантовые алгоритмы и квантовые нейросети часто «застревают» в локальных минимумах. Любая мелкая ошибка или флуктуация окружающей среды может мешать найти оптимальное решение. Протокол учёных добавляет шум в нужных местах, словно засыпает мелкие ямы, и путь к цели становится проще.

«Каждая комбинация параметров алгоритма даёт результат, и функция потерь присваивает ему «высоту». Наш метод заполняет мелкие впадины, и алгоритм не застревает, — объясняет к.ф.-м.н. Никита Немков. — Это повышает шансы найти правильное решение в несколько раз».

Протокол протестировали на квантовой свёрточной нейросети и на других тестовых задачах. В обоих случаях результат улучшился по сравнению с традиционными методами. По словам PhD Алексея Фёдорова, новинка легко интегрируется с существующими методами оптимизации и работает как в симуляторах, так и на реальных квантовых устройствах.

Исследование поддержали Российский научный фонд (грант № 23-71-01095) и стратегический технологический проект НИТУ МИСИС «Квантовый интернет» по программе Минобрнауки «Приоритет-2030».