Kwantumruis verbetert onverwacht prestaties van neuraal netwerk in experiment op drie platforms

Wetenschappers van het Joint Quantum Institute hebben een neuraal netwerk voor handschriftcijferherkenning getest op drie kwantumplatforms: een IBM-superconducterende computer en twee ionenvallen die worden aangestuurd door microgolven of lasers. Ze voegden opzettelijk willekeur toe via kwantummetingen tijdens de werking van het netwerk, gebruikmakend van de inherente onvoorspelbaarheid van kwantumsuperpositie. Op alle drie de platforms verbeterde een matige dosis kwantumruis de nauwkeurigheid, terwijl te veel ruis deze verslechterde. Voor specifieke afbeeldingen die het netwerk consequent verkeerd identificeerde, leidde het toevoegen van de juiste hoeveelheid willekeur bijna altijd tot correcte herkenning op de ionenval en in ongeveer 90% van de gevallen op de IBM-machine. De onderzoekers ontdekten dat echte kwantumhardware beter presteerde dan simulaties, wat zij toeschreven aan extra nuttige hardware-ruis. Ze zijn van plan om vervolgens kwantumverstrengeling aan het netwerk toe te voegen.