Metode yang dikembangkan di Universitas Innsbruck menghasilkan sirkuit kuantum berdasarkan spesifikasi pengguna dan disesuaikan dengan fitur perangkat keras kuantum tempat sirkuit tersebut akan dijalankan. Kredit: Universitas Innsbruck/Harald Ritsch
Para peneliti telah mengembangkan a pembelajaran mesin mannequin yang menghasilkan sirkuit kuantum dari deskripsi teks, mirip dengan cara mannequin seperti Difusi Stabil membuat gambar. Metode ini, meningkatkan efisiensi dan kemampuan beradaptasi komputasi kuantum.
Salah satu perkembangan terkini yang paling penting dalam Machine Studying (ML) adalah mannequin generatif seperti mannequin difusi. Ini termasuk Difusi Stabil Dan Dall.e, yang merevolusi bidang pembuatan citra. Mannequin ini mampu menghasilkan gambar berkualitas tinggi berdasarkan deskripsi teks.
“Mannequin baru kami untuk pemrograman komputer kuantum melakukan hal yang sama, tetapi alih-alih menghasilkan gambar, mannequin ini menghasilkan sirkuit kuantum berdasarkan deskripsi teks dari operasi kuantum yang akan dilakukan,” jelas Gorka Muñoz-Gil dari Departemen Fisika Teoretis Universitas dari Innsbruck, Austria.
Tantangan Komputasi Kuantum
Untuk mempersiapkan keadaan kuantum tertentu atau menjalankan algoritma pada komputer kuantum, seseorang perlu menemukan urutan gerbang kuantum yang sesuai untuk melakukan operasi tersebut. Meskipun hal ini cukup mudah dalam komputasi klasik, hal ini merupakan tantangan besar dalam komputasi kuantum, karena kekhasan dunia kuantum. Baru-baru ini, banyak ilmuwan telah mengusulkan metode untuk membangun sirkuit kuantum dan banyak yang mengandalkan metode pembelajaran mesin. Namun, melatih mannequin ML ini seringkali sangat sulit karena perlunya simulasi sirkuit kuantum saat mesin belajar. Mannequin difusi menghindari masalah seperti itu karena cara pelatihannya.
“Ini memberikan keuntungan yang luar biasa,” jelas Gorka Muñoz-Gil, yang mengembangkan metode baru ini bersama Hans J. Briegel dan Florian Fürrutter. “Selain itu, kami menunjukkan bahwa mannequin difusi denoising akurat dalam pembuatannya dan juga sangat fleksibel, memungkinkan untuk menghasilkan sirkuit dengan jumlah qubit yang berbeda, serta jenis dan jumlah gerbang kuantum.”
Mannequin tersebut juga dapat disesuaikan untuk menyiapkan sirkuit yang mempertimbangkan konektivitas perangkat keras kuantum, yaitu bagaimana qubit terhubung dalam komputer kuantum.
“Karena memproduksi sirkuit baru sangatlah murah setelah modelnya dilatih, seseorang dapat menggunakannya untuk menemukan wawasan baru tentang operasi kuantum yang menarik,” Gorka Muñoz-Gil menyebutkan potensi lain dari metode baru ini.
Pembangkitan Sirkuit Kuantum
Metode yang dikembangkan di Universitas Innsbruck menghasilkan sirkuit kuantum berdasarkan spesifikasi pengguna dan disesuaikan dengan fitur perangkat keras kuantum tempat sirkuit tersebut akan dijalankan. Hal ini menandai langkah maju yang signifikan dalam memanfaatkan komputasi kuantum sepenuhnya. Karya tersebut kini telah diterbitkan di Kecerdasan Mesin Alam dan didukung secara finansial antara lain oleh Dana Sains Austria (FWF) dan Uni Eropa.
Referensi: “Sintesis sirkuit kuantum dengan mannequin difusi” oleh Florian Fürrutter, Gorka Muñoz-Gil dan Hans J. Briegel, 20 Mei 2024, Kecerdasan Mesin Alam.
DOI: 10.1038/s42256-024-00831-9
