Гоогле-ов квантни врховни криостат, унутра је квантни рачунар Сицаморе.
(Слика: © Ерик Луцеро / Гоогле)
Управо смо ушли у доба квантна надмоћ, сугерише нова студија.
Први пут је квантни рачунар решио проблем који традиционални рачунар, у све практичне сврхе, не може, истраживачи су известили данас (23. октобра) у часопис Натуре.
"Рачунање које би трајало 10.000 година на класичном суперрачунару требало је 200 секунди на нашем квантном рачунару", коаутор студије Броокс Фокен, дипломски студент истраживача физике на Гоогле АИ Куантум у Моунтаин Виеву и Калифорнијском универзитету, Санта Барбара, стоји у изјави.
"Вероватно је да ће се време класичне симулације, које се тренутно процењује на 10.000 година, смањити побољшани класични хардвер и алгоритми, али, будући да смо тренутно 1,5 билиона пута бржи, осећамо се угодно што захтевамо ово достигнуће", додао је Фокен.
Квантни рачунари чувају информације користећи субатомске честице, које се понашају у складу са другачијим правилима од оних које управљају нашим макро светом. На пример, квантне честице могу постојати у „суперпозицији“ два различита стања истовремено, а честице се могу раздвојити светлосним годинама, а још увек постоје “заплетен, "утичући својства једних на друге.
Ова необичност је кључна за невероватну потенцијалну снагу квантно рачунање. Због феномена суперпозиције, квантни рачунари могу да складиште и манипулишу далеко више информација по јединици волумена него традиционални рачунари, који кодирају информације на бинарни начин користећи 0 и 1. (Основна јединица информација у квантно-рачунарском систему, успут, позната је и као кубит, што је скраћеница за "квантни бит.")
Нова студија даје нам осећај те моћи. Истраживачки тим, који је водио Франк Аруте из Гоогле АИ Куантума, користио је квантни рачунар Сицаморе, који је имао 53 функционална кубита (плус један који није радио исправно).
Научници су тих 53 кубитата уклопили у сложено стање суперпозиције, а затим је Сицаморе извршио задатак сличан генерацији случајних бројева. Резултати су упоређени са симулацијама покренутим на суперкомпјутеру Суммит у Националној лабораторији Оак Ридге у Тенесију.
"Самит је тренутно водећи свјетски суперкомпјутер, способан да изведе око 200 милиона милијарди операција у секунди", написао је Виллиам Оливер, физичар са Технолошког института у Масачусетсу пратеће дело "Новости и прикази" у истом броју Натуре.
"Садржи отприлике 40 000 процесорских јединица, од којих свака садржи милијарде транзистора (електронских склопки), и има 250 милиона гигабајта складиштења. Отприлике 99% ресурса Суммита коришћено је за класично узорковање", додао је Оливер, који није био укључен у новој студији.
Као што је Фокен напоменуо, Сицаморе је завршио за око 3,5 минута, а самит је наговестио да би чак и најмоћнији традиционални суперкомпјутер морао да жваче проблем око 10.000 година.
"Ова демонстрација квантне надмоћи над водећим данашњим класичним алгоритмима на најбржим свјетским компјутерима је заиста изванредно достигнуће и прекретница за квантно рачунање", додао је Оливер. "Експериментално сугерише да квантни рачунари представљају модел рачунања који је суштински другачији од класичног рачунара. Такође се бори против критика о управљању и одрживости квантног рачунања у изузетно великом рачунарском простору (који садржи најмање 253 стања која се овде користе. ). "
(Нису сви сагласни да нови рад заиста извештава о "надмоћи". На пример, истраживачи из ИБМ тврде да је задатак који обавља Сицаморе добро у домету класичног рачунара. "Ми тврдимо да идеална симулација истог задатка може ће се изводити на класичном систему за 2,5 дана и са далеко већом верношћу ", написала су три научника компаније ИБМ у посту на блогу 21. октобра." Ово је у ствари конзервативна, најгора ситуација, и очекујемо да ћемо са додатним прецизирањима класични трошкови симулације могу се додатно смањити. ")
Оливер је такође нагласио да још увек треба много радити пре него што квантни рачунари постану важан део наше свакодневице. На пример, написао је, истраживачи ће морати да развију нове алгоритме који могу радити са квантним процесорима склоним грешкама, који ће бити доступни у блиској будућности. Да би технологија била комерцијално одржива током дужег времена, научници ће морати да осмисле робусне протоколе за исправљање квантних грешака.
- Физичари преокрену време за ситне честице унутар квантног рачунара
- Непоновљиви подаци: Прво се сигурна квантна комуникација тестира путем микросателита
- Нови суперкомпјутер ће обухватити континенте, надмашити најбрже на свету
Напомена уредника: Ова прича је ажурирана 24. октобра како би обухватила мисли ИБМ научника који не мисле да нова студија показује квантну надмоћ.
Књига Мајка Вала о потрази за ванземаљским животом, "Тамо"(Гранд Централ Публисхинг, 2018; илустрирао Карл Тате), тренутно је вани. Пратите га на Твиттеру @мицхаелдвалл. Пратите нас на Твиттеру @Спацедотцом или Фејсбук.
