Quantentechnologien und zukünftige Quantencomputer basieren auf speziellen Quantenmaterialien, die ihre Eigenschaften drastisch verändern können. Zum Beispiel kann durch das Verdrehen von Graphenschichten in einem bestimmten Winkel ein Supraleiter erzeugt werden. Die Modellierung komplexer Systeme wie Quasikristalle und Super-Moiré-Strukturen auf klassischen Supercomputern ist jedoch extrem schwierig, da dieser Prozess Billiarden von Rechenoperationen erfordert. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .
Forscher der Aalto-Universität in Finnland haben einen neuen quanteninspirierten Algorithmus entwickelt, der diesen Prozess erheblich vereinfacht. Der Algorithmus kodiert das System als Tensornetzwerke, was eine effiziente Darstellung von Quantenzuständen in riesigen Rechenräumen ermöglicht. Als Ergebnis gelang es den Wissenschaftlern, einen Quasikristall mit über 268 Millionen Knoten zu modellieren.
Wie einer der Autoren der Studie, Tiago Antao, betonte, ermöglicht dieser Ansatz eine "Quantenbeschleunigung" durch eine kompakte Datendarstellung. Obwohl es sich derzeit um eine theoretische Simulation handelt, dient diese Methode als Grundlage für zukünftige Experimente. Insbesondere die Untersuchung topologischer Quasikristalle ist für Elektronik, die vor externem Rauschen geschützt ist und ohne Energieverlust arbeitet, von großer Bedeutung.
Projektleiter Jose Lado betonte, dass diese Methoden in Zukunft auf echten Quantencomputern wie der Finnish Quantum Computing Infrastructure implementiert werden könnten. Dies ist ein wichtiger Schritt, um das Design von Quantenmaterialien von einer rein theoretischen Übung zu einer praktischen Aufgabe des Quantencomputings zu machen. Solche Durchbrüche eröffnen neue Horizonte für die Steigerung der Energieeffizienz in der künstlichen Intelligenz und großen Rechenzentren.
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