Kinija paveržė iš Google galingiausio pasaulyje kvantinio kompiuterio titulą - šis monstras vos per valandą išsprendė problemą, kurią galingiausias pasaulyje klasikinis superkompiuteris būtų sprendęs 8 metus

Jian-Wei Pan iš Kinijos mokslo ir technnologijos universiteto Hefei su kolegomis sako, kad jų kvantnis kompiuteris vos per valandą išsprendė problemą, kurią galingiausias pasaulyje klasikinis superkompiuteris būtų sprendęs 8 (aštuonis) metus, ir galėtų pademonstruoti dar eksponentiškai didesnį našumą.

Ši problema, tapusi kvantinių skaičiavimų įverčio priemone, apima kvantinių tinklų simuliavimą ir atsitiktinių skaičių kūrimą, remiantis jų išvestimi. Daugėjant modeliuojamo tinklo kubitų, ši problema sudėtingėja eksponentiškai, o tai reiškia, kad klasikiniams kompiuteriams ši užduotis greitai tampa nebeįveikiama.

2019 metais Google paskelbė, kad jos Sycamore procesorius pasiekė „kvantinį pranašumą,“ – kuomet kvantiniai kompiuteriai gali spręsti problemas, kurias spręsdami klasikiniai kompiuteriai užtruktų pernelyg ilgai – įvertinimui panaudojama būtent šią problemą. Pano komanda išsprendė problemos versiją, kuri bent 100 kartų sudėtingesnė.

Google procesoriuje buvo 54 kubitai ir jis problemą išsprendė per vos 3 minutes ir 20 sekundžių. Google komanda teigė, kad galingiausias pasaulyje superkompiuteris šią problemą išspręstų per 10 000 metų, nors IBM vėliau tvirtino, kad jos klasikinis superkompiuteris galėtų išspręsti ją per pustrečios paros bet, praktiškai to, deja, nepademonstravo.

Kinijos komandos Zuchongzhi procesoriuje, „pavadintame V amžiaus matematiko Zu Chongzhi, apskaičiavusio pi reikšmę tokiu tikslumu, kuris nebuvo pagerintas 800 metų garbei“, yra 66 kubitai, tačiau komanda eksperimente panaudojo tik 56, ir problemą įveikė per maždaug 70 minučių. Tyrėjai straipsnyje sako, kad taip „neabejotinai“ parodytas kvantinis pranašumas, tačiau su New Scientist kalbėtis nepanoro. Google komentuoti irgi atsisakė.

Kvantinio pranašumo koncepcija tam tikra prasme yra judantis taikinys, nes klasikiniai kompiuteriai irgi nuolat tobulėja. Bet šios skaičiavimų pramonės vystymąsi apibrėžiančiam Moore’o dėsniui, kuris teigia, kad klasikiniuose kompiuteriuose maždaug kas du metus tranzistorių tankis padvigubėja, po dešimtmečių pažangos ėmus lėtėti, kvantiniai kompiuteriai sparčiai progresuoja.

Peter Knight iš ICL sako, kad šis tyrimas – įspūdingas žingsnis į priekį ir kad kubitų skaičius tobuliausiose kvantiniuose kompiuteriuose atrodo eksponentiškai didėjantis. Atsimenant, kad sulig kiekvienu nauju kubitu našumas irgi auga eksponentiškai, tai turėtų greitai suteikti naudą.

„Tai mane labai džiugina. Realiai pademonstruota tai, ką visados manėme žiną, bet eksperimentiškai to neįrodėme – kad galima visada įveikti klasikinį kompiuterį, pridėjus dar keletą kubitų,“ sako jis.

„Tad, galvojant apie Moore'o dėsnį, ir našesnių kompiuterių kūrimą, kvantinei mašinai tereikia pridėti kelis kubitus“, sako jis. „Yra ir kvantinis Moore'o dėsnis, tai reiškia, kad kubitų skaičius didėja eksponentiškai.“

Matthew Sparkes
www.newscientist.com

Nuoroda:arxiv.org/abs/2106.14734