Комп'ютер з Китаю досяг квантової переваги

Китайські вчені стверджують, що створили квантовий комп'ютер, здатний робити деякі обчислення майже в 100 трильйонів раз швидше, ніж найпередовіший в світі суперкомп'ютер.

 

Друга в історії демонстрація квантової переваги відбулася рівно через рік після першої - в жовтні 2019 року про аналогічне досягнення повідомили дослідники Google. Корреспондент.net розповідає подробиці.

 

 

 

Ключ до радикального підвищення швидкості обробки даних

 

Дослідницька група з Науково-технічного університету Китаю оголосила про створення прототипу квантового комп'ютера.

 

Обчислювач, який отримав назву Цзючжань (Jiuzhang) продемонстрував квантову перевагу, тобто здатність вирішити завдання, що знаходиться за межами можливостей найсучасніших суперкомп'ютерів.

 

Як говориться в статті в журналі Science, їх прототип впорався зі стандартним перевірочним алгоритмом в десять мільярдів разів швидше, ніж прототип квантового комп'ютера, представленого в минулому році Google.

 

Група фізика Джона Мартініса з Google 23 жовтня 2019 року оголосила на сторінках журналу Nature про досягнення квантової переваги за допомогою нового пристрою, названого Sycamore.

 

Тоді дослідники заявили, що їхня машина впоралася із завданням за 200 секунд, тоді, як суперкомп'ютер Summit, який був на той момент рекордсменом, займався б обчисленням десять тисяч років.

 

Sycamore зміг перевершити класичний суперкомп'ютер в завданні про генерації випадкових числових рядків. Через ймовірнісної природи кубітів число можливих варіантів таких рядків виявляється дуже великим - 253, тому для класичного комп'ютера вирішення такого завдання може зайняти тисячі років.

 

Китайські вчені провели експеримент з відбору проб гауссовських бозонів. Машина за 200 секунд змогла відібрати 76 фотонів, в результаті чого обігнала Summit в 100 трильйонів раз.

 

 

Дослідники з КНР використовували 25 нелінійних кристалів для генерації пар заплутаних фотонів, а інтерферометр для бозона семплінгу збирали з використанням об'ємної оптики.

 

Відмінною рисою китайської розробки є те, що машина може тільки демонструвати квантову перевагу, але фактично він не вирішує ніяких завдань.

 

Комп'ютер же американської корпорації є програмованим, так що його можна адаптувати під рішення різних завдань. Але це не применшує заслуг китайських вчених і їхнього нового комп'ютера.

 

Квантові комп'ютери були вперше теоретизовані майже 40 років тому фізиком Річардом Фейнманом, але створювати такі обчислювальні машини почали тільки в останні роки.

 

Вони працюють, замінюючи традиційні біти "1" і "0", що використовуються для кодування цифрової інформації квантовими бітами або кубітами, які можуть функціонувати як "1" і "0" одночасно.

 

Тобто, такі кубіти існують в стані суперпозиції - кожен новий кубіт, що додається в комп'ютер, збільшує потужність експоненціально, а не лінійно.

 

Квантова обчислювальна техніка поки що перебуває в зародковому стані, але її вважають ключем до радикального підвищення швидкості обробки даних і продуктивності комп'ютерів.

 

Квантові обчислення дозволять моделювати великі системи і сприятимуть новим досягненням у фізиці, хімії та інших галузях знань.