Дискретное преобразование Фурье широко применяется в целом ряде областей, в том числе в цифровой обработке сигналов, статистических методах, анализе временных рядов и др. Существует его вариант для квантового компьютера, однако применимость квантового преобразования Фурье ограничена, поскольку результаты нельзя использовать в последующих квантовых арифметических операциях.

Решение проблемы предложили ученые Токийского университета науки, которые разработали квантовую схему нового типа, которая выполняет быстрое преобразование Фурье с сохранением преимуществ квантовых вычислений. Для этого исследователям вначале пришлось спроектировать квантовые схемы, выполняющие основные операции, необходимые для дискретного преобразования Фурье, — сложение, вычитание и битовый сдвиг.

Преимуществом своей разработки исследователи называют отсутствие «мусорных бит» — в процессе выполнения вычислений кубиты не расходуются впустую. Это важно с учетом медленного роста количества кубитов в разрабатываемых сегодня квантовых процессорах. Кроме того, в схеме используется квантовая суперпозиция, что дает возможность параллельно обрабатывать большие объемы данных, например, изображений или звуков, подчеркивают разработчики.