In his most recent collaboration with IBM, IQC and University of Waterloo Combinatorics and Optimization faculty member David Gosset has developed classical algorithms to simulate certain restricted types of quantum computation.
Gosset and coauthors Sergey Bravyi and Ramis Movassagh of IBM Research have developed classical algorithms that can efficiently estimate the mean value of observables at the output of constant-depth, geometrically local 2D quantum circuits.
Gosset notes that their findings shed light on the power and limitations of variational quantum algorithms.
“We are trying to understand how it can be used,” Gosset said. “Which variant of this algorithm is more powerful than just classical alone? It’s challenging. It’s different from what we know how to study.”
These results open new pathways on the quest for quantum speed-ups and reveal how classical computers are crucial to understand the performance of near-term quantum computers.
Classical algorithms for quantum mean values was published in Nature Physics January 4, 2021.
La quête d’une solution quantique
Dans ses travaux les plus récents menés en collaboration avec IBM, David Gosset, professeur à l’IQC ainsi qu’au Département de combinatoire et d’optimisation, a développé des algorithmes classiques pour simuler certains types restreints de calcul quantique.
M. Gosset et les co-auteurs Sergueï Bravyi et Ramis Movassagh, de la Division de la recherche d’IBM, ont mis au point des algorithmes classiques qui peuvent estimer de manière efficace la valeur moyenne de grandeurs observables à la sortie de circuits quantiques de profondeur constante et à géométrie locale bidimensionnelle.
M. Gosset fait remarquer que ces résultats jettent un éclairage sur la puissance et les limites d’algorithmes quantiques variationnels.
« Nous essayons de comprendre comment ces algorithmes peuvent être utilisés, dit-il. Quelle variante d’un tel algorithme est plus puissante qu’un algorithme classique seul? C’est une question difficile, différente de ce que nous avons l’habitude d’étudier. » [traduction]
Ces résultats ouvrent de nouvelles avenues dans la quête de performances quantiques et montrent comment les ordinateurs classiques jouent un rôle crucial pour nous aider à comprendre les performances des ordinateurs quantiques disponibles à court terme.
L’article intitulé Classical algorithms for quantum mean values (Algorithmes classiques pour des valeurs moyennes quantiques) a été publié le 4 janvier 2021 dans Nature Physics.