В основе метода — «квантовый оракул»: функция, которая помогает алгоритму Гровера распознать верный ответ и усилить его вероятность. Алгоритм оценивает множество вариантов одновременно, но без такой функции не может выделить нужный результат.

Квантовые операции должны оставаться обратимыми: вспомогательные вычисления необходимо отменять без потери информации. В качестве «оракула» Пронин предложил использовать обратимый квантовый умножитель. Для его создания он систематизировал математический аппарат и построил квантовые аналоги логических операций NOT, AND, OR и XOR, а также полного сумматора.

Подход лег в основу концепции обучения квантового персептрона — базового элемента нейросети. В этой схеме «оракул» строится с использованием функции активации. Расчеты для 16-кубитного регистра показали, что алгоритм Гровера с новым компонентом находит ответ примерно в 326 раз быстрее классического перебора.

Разработку рассматривают как теоретическую основу для будущих прикладных квантовых нейросетей. Дальше исследователь намерен заняться масштабированием подхода для регистров на два-три кубита, его адаптацией к симуляторам и квантовым компьютерам промежуточного масштаба, а также вопросами разрядности квантовой арифметики.

Источник: ТАСС