Un scientifique propose un algorithme pour modéliser et surmonter les failles de l’informatique quantique

Un Scientifique Propose Un Algorithme Pour Modéliser Et Surmonter Les

La principale promesse de l’informatique quantique est de résoudre en quelques jours des problèmes dans des domaines tels que les mathématiques, la finance et les systèmes biologiques, qui sont si complexes qu’un ordinateur classique mettrait des centaines d’années à calculer.

Cependant, ces supercalculateurs heurtent le mur du bruit, causé par des problèmes matériels qui génèrent des résultats erronés. « Ma recherche se situe au niveau de l’algorithme. Et mon objectif est de découvrir, compte tenu de ce bruit sur l’appareil, ce que nous pouvons y faire en mettant en œuvre des algorithmes quantiques », explique Xiu Yang, professeur adjoint d’ingénierie industrielle et des systèmes à la Faculté d’ingénierie et de sciences appliquées de l’Université Lehigh Rossin. , aux États-Unis.

Un scientifique propose un algorithme pour modeliser et surmonter les
Xiu Yang, lauréat du prix NSF CAREER Award 2022, est professeur adjoint au département d’ingénierie industrielle et des systèmes de l’université de Lehigh aux États-Unis. Ses recherches portent sur les algorithmes de calcul quantique pour le calcul scientifique. Image : Ryan Hulvat/Meris

Yang a récemment obtenu le soutien du programme Early Career Development (CAREER) de Fondation nationale de la science — une subvention de 400 000 $ sur cinq ans — pour sa proposition de développer des méthodes pour modéliser la propagation des erreurs dans les algorithmes de calcul quantique et filtrer le bruit résultant dans les résultats.

Selon le site Web Eurekalert, le prix NSF CAREER est décerné chaque année à des membres du corps professoral à travers les États-Unis qui associent le rôle de professeurs d’université à des recherches exceptionnelles.

Yang utilisera des méthodes statistiques et mathématiques de pointe pour évaluer l’incertitude induite par le bruit des appareils dans les algorithmes d’informatique quantique. Il pense que son travail pourrait aider à faire progresser l’application réelle de l’informatique quantique dans un large éventail de domaines, tels que le développement de médicaments, l’optimisation du portefeuille et le cryptage des données, où la technologie est considérée comme un facteur de changement potentiel.

« Mon premier objectif est de modéliser l’accumulation de bruit », a-t-il expliqué. « Ainsi, par exemple, si j’exécute un algorithme itératif, le bruit ou l’erreur de périphérique s’accumulera à chaque itération. Il est possible que pour certains algorithmes l’erreur soit si grande que le résultat de l’algorithme soit inutile. Mais dans d’autres cas, ce n’est peut-être pas assez important.

Yang dit que dans ces cas, le bruit qui contamine le résultat peut être filtré. « Donc, je dois d’abord voir comment l’erreur se propage, puis si je sais à quel point elle a contaminé le résultat, je peux déterminer si les résultats sont inutiles ou si le bruit peut être filtré pour obtenir le résultat souhaité. »

Pour cela, le chercheur entend investiguer différents types d’algorithmes afin de déterminer comment ils sont affectés et s’ils doivent ou non être repensés. « Fondamentalement, je regarde la pertinence des algorithmes quantiques dans les ordinateurs quantiques », dit-il. « Il s’agit donc d’une analyse numérique quantique d’un point de vue probabiliste. »

Selon Yang, l’objectif ultime est de permettre à l’informatique quantique de tenir sa promesse de vitesse inégalée lorsqu’il s’agit de résoudre des problèmes très complexes tels que ces systèmes physiques et chimiques qui impliquent des interactions entre des millions de molécules.

« Disons qu’une société pharmaceutique veut concevoir un nouveau médicament ou vaccin. Ils doivent comprendre l’interaction entre toutes ces particules », a expliqué Yang. « Si j’utilisais un ordinateur classique, ce processus serait très lent. Mais avec un ordinateur quantique, ce serait très, très rapide.

Il dit que le prix aide non seulement son domaine à se rapprocher de cette réalité, mais reflète également une reconnaissance en dehors de sa communauté de recherche que le potentiel de l’informatique quantique vaut l’investissement. « Ce prix est décerné par la Division des fondements de l’informatique et de la communication de la NSF et sa Division des sciences mathématiques. Ce qui indique que les gens de la communauté des mathématiques et des statistiques s’intéressent maintenant à l’informatique quantique. Ils se rendent compte qu’il s’agit d’un domaine très important, et nous pouvons apporter une contribution.

Avez-vous regardé nos nouvelles vidéos sur Youtube? Abonnez-vous à notre chaîne !