Zespół naukowców z Chin pobił nowy rekord w obliczeniach kwantowych. Badacze twierdzą, że ich nowy komputer kwantowy jest znacznie potężniejszy od wszystkich tego typu urządzeń na świecie. Chiński komputer kwantowy miał w 70 minut rozwiązać problem, który najpotężniejszemu klasycznemu superkomputerowi zająłby „co najmniej osiem lat”.
We wstępnym dokumencie przesłanym do arXiv (elektroniczne archiwum naukowych preprintów, czyli wstępnych wersji publikacji naukowych, które nie zostały jeszcze opublikowane w czasopiśmie naukowym) chińscy naukowcy twierdzą, że ich komputer kwantowy był w stanie rozwiązać problem przy użyciu 56 z 66 kubitów, kwantowego odpowiednika bitów w konwencjonalnym komputerze.
Czy Chińczycy mają lepszy komputer kwantowy?
To krok naprzód w stosunku do procesora Sycamore firmy Google, który ma tylko 54 kubity. W 2019 roku korporacja twierdziła, że należący do niej komputer kwantowy jako pierwszy osiągnął supremację kwantową. Jest próg, po przekroczeniu którego komputery kwantowe są w stanie rozwiązywać problemy, które wymykają się klasycznym komputerom. O osiągnięciach amerykańskiej korporacji pisaliśmy w tekście „Do 2029 roku ma powstać w pełni funkcjonalny komputer kwantowy”.
Naukowcy z Google twierdzili, że ich urządzenie rozwiązało postawiony przed nim problem w mniej niż trzy i pół minuty. Najpotężniejszy konwencjonalny superkomputer miałby nad takim zadaniem pracować, według nich, nawet 10 000 lat. Chiński zespół nie posunął się w swoich twierdzeniach aż tak daleko.
Naukowcy z Państwa Środka napisali w swoim artykule: „szacujemy, że zadanie pobierania próbek, zakończone przez komputer kwantowy Zuchongzhi w około 70 minut, zajmie najpotężniejszemu superkomputerowi co najmniej osiem lat. Koszt obliczeniowy klasycznej symulacji tego zadania jest 2-3 rzędy wielkości wyższy, niż w przypadku pracy wykonanej na 53-kubitowym procesorze Sycamore”. Chińczycy uważają, że problem, który rozwiązywał ich komputer kwantowy, był około 100 razy trudniejszy do rozwiązania, niż ten rozwiązany przez urządzenie firmy Google.
Na tym przykładzie można sobie wyobrazić do czego wkrótce mogą być zdolne komputery kwantowe. Ten niewątpliwy sukces należy jednak traktować z przymrużeniem oka. Należy chociażby pamiętać, że ten najnowszy artykuł naukowy nie został jeszcze zrecenzowany. Poza tym, jak we wszystkich przypadkach użycia komputerów kwantowych do tej pory, wykonywały one bardzo wyspecjalizowane obliczenia. To oznacza, że w najbliższym czasie na pewno nie zastąpią one jeszcze swoich binarnych poprzedników, czyli klasycznych superkomputerów.
Komputer kwantowy na razie nie zastąpi klasycznego superkomputera
System Zuchongzhi chińskiego zespołu to dwuwymiarowy programowalny komputer, który jest wstanie manipulować nawet 66-cioma kubitami. Innymi słowy, może kodować informację kwantową, czyli stan kwantowy pojedynczego elektronu, na 66-ciu bitach kwantowych.
W zeszłym roku ci sami naukowcy zademonstrowali komputer kwantowy z 76-cioma kubitami fotonicznymi, czyli kubitami, które przechowują informacje o stanie naładowania fotonów. Ten komputer nie był jednak tak programowalny jak Zuchongzhi. Był zbudowany w celu rozwiązania konkretnego obliczenia.
Jaki problem rozwiązywał Zuchongzhi? Komputer kwantowy sprawdził rozkład wyjściowy losowych obwodów kwantowych, co jest bardzo złożonym problemem, który okazał się nierozwiązywalny dla klasycznych superkomputerów. Chociaż przydatność takich obliczeń nie została jeszcze tak naprawdę przetłumaczona na użytek w prawdziwym świecie, naukowcy byli pod dużym wrażeniem wyników.
Peter Knight, z Imperial College London, który nie był zaangażowany w badania, mówi, że jest bardzo podekscytowany. Uważa, że „zademonstrowano to, o czym zawsze myśleliśmy, że wiemy, ale nie udowodniliśmy eksperymentalnie, czyli że zawsze można pokonać klasyczną maszynę, dodając jeszcze kilka kubitów”. Niedawno pisaliśmy o nieco innym podejściu naukowców, którzy byli wstanie zaprojektować eksperyment porównujący odpowiadające sobie urządzenia kwantowe i konwencjonalne. Polecamy nasz tekst „Badacze IBM udowodnili, że komputer kwantowy ma przewagę nad klasycznym”.
Źródła: Futurism, Cosmos Magazine i NewScientist