Исследователи из Центра по фотонике и квантовым материалам Сколтеха нашли слабые стороны алгоритма QAOA, разработанного Google. О своем открытии ученые поведали в журнале Physical Review Letters.

В последнее время компания Google уделяет много внимания разработке квантово-улучшенных процессоров — они используют квантовые эффекты для ускорения вычислений, что сможет помочь значительно увеличить скорость обработки данных.

Недавно интернет-гигант создал новый квантовый алгоритм, который способен правильно обрабатывать информацию в условиях реального шума. Он получил название квантового приближенного алгоритма оптимизации, или QAOA. Алгоритм был создан для решения одной из главных проблем квантово-улучшенных процессоров — большого числа помех, искажающих результат вычислений.

Но несмотря на вызванный QAOA коммерческий и исследовательский интерес, он оказался не лишен недостатков. Ограничения нового алгоритма обнаружили ученые Сколтеха. Исследователи открыли так называемые «дефициты достижимости» и показали, как они мешают алгоритму решить поставленные задачи.

Команда Сколтеха выяснила четкие ограничения вариационного квантового алгоритма QAOA. Оказалось, что их чрезвычайно трудно анализировать с использованием известных математических методов из-за внутреннего процесса обратной связи.

По словам ученых, операции внутри алгоритма могут выполняться только в течение фиксированного периода времени. При этом QAOA работает в режиме цикла, формируя последовательность все более оптимальных приближений, чтобы уменьшить значение целевой функции и приблизить ее к реальному значению. Работа российских исследователей ставит новые ограничения на этот процесс.