I ricercatori in Giappone affermano che un nuovo circuito quantistico può calcolare la trasformata di Fourier veloce

un giorno fa p Jake Hertz\n\nNel calcolo classico, la trasformata di Fourier è un'operazione matematica fondamentale per campi come l'elaborazione dei segnali. Nel mondo dell'informatica quantistica, la trasformata quantistica di Fourier (QFT) è altrettanto fondamentale.\n\nIl QFT è l'implementazione quantistica della trasformata discreta di Fourier sulle ampiezze di una funzione d'onda. \u003cbr\u003e È una parte essenziale di molti algoritmi quantistici, in particolare l'algoritmo di fattorizzazione di Shor e la stima della fase quantistica. Tuttavia, i ricercatori ritengono che ci siano ancora miglioramenti che possono essere apportati al QFT per renderlo uno strumento ancora più potente.\n\nLa trasformata di Fourier è spesso implementata tramite la trasformata veloce di Fourier (FFT) nel calcolo classico. \u003cbr\u003e La FFT è un metodo computazionale più veloce per calcolare la trasformata di Fourier discreta, cambiando la complessità computazionale da O (n ^ 2) a O (n logn).\n\nNel tentativo di sfruttare gli enormi vantaggi della FFT, i ricercatori in Giappone hanno deciso di implementare una FFT nel dominio quantistico. La loro nuova FFT quantistica (QFFT) è definita come una trasformazione del prodotto tensoriale degli stati quantistici. \u003cbr\u003e\n\nQuesto è diverso dalla trasformata quantistica convenzionale di Fourier (QFT), che è definita come una trasformazione lineare delle ampiezze per la sovrapposizione di stati quantistici.\n\nIl nuovo QFT è costituito da diversi circuiti per l'esecuzione di operazioni aritmetiche standard come sommatori quantistici, sottrattori e operatori di spostamento. Un'altra caratteristica unica di questo nuovo circuito è che sfrutta l'avvento di una memoria ad accesso casuale quantistica (QRAM) per ricevere una complessità computazionale significativamente migliore rispetto alla QFT standard. \u003cbr\u003e\n\nUn notevole vantaggio del QFFT è che non genera qubit sprecati o \"spazzatura\", l'unità di base dell'informazione quantistica. Con un numero in continuo aumento di qubit nei computer quantistici, questa efficienza è importante.\n\nUno dei principali vantaggi dell'utilizzo del QFFT risiede nella sua sovrapposizione quantistica in cui vengono elaborate più immagini contemporaneamente. \u003cbr\u003e Nei casi in cui il numero di immagini è sufficientemente grande, il QFFT è considerato computazionalmente superiore al QFT.\n\nVale anche la pena notare che QFFT è altamente versatile, applicandosi a tutti i problemi che possono essere risolti dalla FFT convenzionale.\n\nCon i computer quantistici dietro l'angolo, i ricercatori e gli ingegneri sono alla ricerca di modi per rendere la transizione il più semplice possibile. \u003cbr\u003e\n\nCreando un algoritmo versatile nel QFFT, i ricercatori di questo studio mirano a semplificare il processo di adozione degli algoritmi quantistici, che possono risolvere i molti problemi di ingegneria che attualmente si basano sulla FFT. Inoltre, poiché il numero di qubit nel calcolo quantistico aumenta continuamente, l'efficienza computazionale diventerà sempre più una preoccupazione. Questo nuovo circuito è progettato per alleviare questa preoccupazione eliminando i qubit spazzatura. \u003cbr\u003e\n\nSe l'informatica quantistica è davvero il futuro, allora lavorare in questo modo può aiutare a garantire che sarà brillante.