Kvantu algoritmi: no sarežģītības teorijas līdz eksperimentam

Projekta nosaukums: Kvantu algoritmi: no sarežģītības teorijas līdz eksperimentam

Projekta līguma numurs: 1.1.1.5/18/A/020

Projekta īstenošanas termiņš: 01.02.2019 - 30.11.2023

Projekta kopējais finansējums: EUR 1 645 000

                                    ERAF finansējums – EUR 1 398 250

                                    Valsts budžeta finansējums – EUR 246 750

Projekta vadītājs: Dr. Andris Ambainis, e-pasts: andris.ambainis@lu.lv

Projekta īstenošanā ir iesaistīti šādi LU Kvantu datorzinātnes centra darbinieki:

Vadošais pētnieks: Juris Smotrovs

Pētnieki: Kaspars Balodis, Agnis Āriņš, Krišjānis Prūsis, Abuzer Yakaryilmaz, Jevgēnijs Vihrovs, Mathieu Brandeho, Jānis Iraids

Projekta mērķis: atrast jaunus piemērus, kur kvantu datori ir labāki par tradicionālajiem datoriem praktiski svarīgu skaitļošanas uzdevumu risināšanā.

Projekta darbības:

1. Jaunu kvantu algoritmu izstrāde. Tiks izstrādāti kvantu algoritmi plaši zināmām skaitļošanas uzdevumu klasēm (piemēram, optimizācijai un mašīnmācīšanās problēmām). Šī mērķa sasniegšanai tiks izmantotas nesen izstrādātas metodes, no kvantu algoritmu analīzes caur semidefinito programmēšanu līdz kvantu algoritmiem lineāru vienādojumu sistēmu risināšanai un izstrādātas jaunas metodes.

2. Kvantu skaitļošanas robežu noteikšana. Tiks novērtēta maksimālā iespējamā kvantu datoru priekšrocība dažādos modeļos, no sarežģītības klasēm līdz vaicājošajai un komunikācijas sarežģītībai.

3. Eksperimentu izstrāde kvantu skaitļošanai. Tiks izveidoti eksperimenti vidēja izmēra kvantu datoriem (50-300 kvantu biti bez kļūdu korekcijas). Tiks pētīts, kā vislabāk nodemonstrēt kvantu datora pārākumu ar šāda veida kvantu datoru. Tā kā Google plāno tuvāko mēnešu laikā izveidot 49 kvantu bitu kvantu datoru, ir ļoti svarīgi izveidot teorētiski pamatotus eksperimentu šāda veida kvantu datoriem.

4. Saiknes ar klasisko datorzinātni/matemātiku. Tiks pētītas iespējas, kā sarežģītas matemātiskas metodes no klasiskās datorzinātnes var tikt izmantotas, lai risinātu problēmas kvantu skaitļošanā vai, pretējā virzienā, pilnīgi klasiskas problēmas datorzinātnē var tikt risinātas caur kvantu skaitļošanu negaidītos veidos.