квантовый отжиг
Квантовый отжиг — эвристический метод решения задач целочисленной оптимизации, опирающийся на принципы квантовой механики. В отличие от классического аналога, где переход через высокий барьер требует теплового возбуждения и случаен, здесь доминирует квантовое туннелирование: система «проходит» сквозь узкие барьеры, эффективно покидая локальные минимумы и стремясь к глобальному. Программирование задачи сводится к заданию продольных полей и связей в модели Изинга.
История
Идея появилась в 1980-90-х годах как обобщение классического алгоритма имитации отжига. Первую коммерческую машину на этом принципе создала канадская компания D-Wave Systems в 2011 году.
Как работает
Задачу кодируют в энергии искусственного «квантового магнита» из множества элементов (кубитов). Систему запускают в простом, но очень неопределённом состоянии и медленно меняют управляющие поля. Благодаря туннельному эффекту (просачиванию сквозь препятствия) она с высокой вероятностью оказывается в состоянии с наименьшей энергией — это и есть ответ.
💡 Процессор D-Wave Advantage с 5000+ кубитов решает некоторые задачи квадратичной оптимизации в миллисекунды, тогда как классическому суперкомпьютеру на то же требуются часы — но только для специально подготовленных примеров.