Il modello proposto dall’Università di Innsbruck trasforma le descrizioni testuali in circuiti quantistici che eseguono operazioni specificate dall’utente. Questo rappresenta un notevole passo avanti nella programmazione dei computer quantistici, rendendo il processo più efficiente e adattabile alle caratteristiche specifiche dell’hardware quantistico su cui il circuito sarà eseguito.
La sfida principale nell’informatica quantistica risiede nella necessità di identificare la sequenza corretta di porte quantistiche per preparare uno stato quantico desiderato o eseguire un algoritmo. A differenza dell’informatica classica, questo compito è estremamente complesso nel mondo quantistico a causa delle sue peculiari proprietà. Recentemente, molti scienziati hanno proposto metodi basati sull’apprendimento automatico per costruire circuiti quantistici. Tuttavia, l’addestramento di questi modelli è spesso difficile e richiede la simulazione dei circuiti quantistici durante l’apprendimento. I modelli di diffusione, come quello sviluppato a Innsbruck, evitano questi problemi grazie al loro particolare metodo di addestramento.
Gorka Muñoz-Gil sottolinea che i modelli di diffusione denoising sono non solo accurati nella generazione dei circuiti, ma anche estremamente flessibili. Essi permettono di generare circuiti con un diverso numero di qubit e varietà di porte quantistiche. Inoltre, questi modelli possono essere personalizzati per tenere conto della connettività dell’hardware quantistico, ovvero del modo in cui i qubit sono connessi all’interno del computer quantistico.
Un altro vantaggio significativo di questo metodo è la sua economicità una volta completato l’addestramento del modello. Ciò permette di utilizzarlo per esplorare nuove possibilità e ottenere nuove intuizioni sulle operazioni quantistiche di interesse.
Il lavoro di ricerca, che ha ricevuto il sostegno finanziario del Fondo Scientifico Austriaco FWF e dell’Unione Europea, è stato pubblicato sulla rivista Nature Machine Intelligence. Il documento, intitolato “Quantum circuit synthesis with diffusion models” e co-autorato da Hans J. Briegel e Florian Fürrutter, rappresenta un contributo significativo al campo dell’informatica quantistica, aprendo la strada a nuove frontiere nella programmazione e nell’esecuzione di operazioni quantistiche.