В японском исследовательском институте Рикен создали онлайновую игру MeQuanics, которая может сыграть ведущую роль в будущем квантового программирования. Она не только помогает людям писать код лучше, но и учит ИИ выполнять часть задач самостоятельно.

Один из подходов к понимаю квантовых вычислений гласит, что квантовая программа — это решетка, двух- или трехмерная, а информация кодируется путем создания отверстий или дефектов в ней. Обрабатывается информация путем передвижения дефектов по решетке и закручивания их друг вокруг друга, наподобие перепутанного клубка ниток. В процессе спутывания могут принимать участие логические вентили, которые и помогают выполнять вычисления.

Поскольку этот процесс по сути является топологическим, им управляют законы математической топологии. Две программы могут выполнять одну и ту же задачу при условии, что они топологически идентичны, другие детали значения не имеют.

Фото: MeQuanics

И тут возникает интересный вопрос: если спутанная решетка является квантовой компьютерной программой, насколько ее можно упростить, сохранив топологию? Другими словами, можно ли оптимизировать квантовую программу?

Это важно, потому что сегодня квантовые компьютеры могут делать расчеты только несколькими кубитами. Поэтому чем проще будет программа, тем легче ее будет выполнить.

Саймон Девитт из Рикен разработал способ визуализации квантовой программы в виде трехмерной решетки, более того — он геймифицировал задачу: превратил ее в паззл и выложил в сеть. Суть игры в том, чтобы упростить программу при помощи различных инструментов.

В игре есть и другой, скрытый аспект. Одним из способов ускорения оптимизации квантовых программ было бы обучение машинных алгоритмов, которые выполнили бы всю работу за нас. Но для обучения им нужны большие объемы данных, примеров, а квантовая оптимизация — новая отрасль, и достаточного количества примеров еще нет.

Поэтому играя в MeQuanics, мы помогаем ИИ, постепенно создавая базу данных для его обучения. А когда примеров наберется достаточно, машина поможет человеку решить проблему квантового компьютера, пишет MIT Technology Review.

Для эффективного функционирования квантового компьютера важно время, в течение которого может продержаться суперпозиция прежде чем она вернется к «1» или «0». Международная команда ученых открыла, что у дешевого кремния стабильность выше в 100 раз, чем у применявшегося до сих пор дорогого материала арсенид галлия. Это значительно приблизило перспективу создания рабочего квантового компьютера.