A Google kvantum-legmagasabb kriosztatja, a Sycamore kvantum-számítógép belsejében.
(Kép: © Erik Lucero / Google)
Most kezdtük meg a korot kvantum fölény, egy új tanulmány javasolja.
A kvantumszámítógép először oldotta meg a problémát, amelyet a hagyományos számítógép - gyakorlati célokra - nem képes - jelentettek a kutatók ma (október 23.) az folyóirat Nature.
"Egy számítás, amely 10 000 évet igényel egy klasszikus szuperszámítógépen, 200 másodpercig tartott a kvantumszámítógépen." - írja Brooks Foxen, a fizikai posztgraduális hallgatók kutatója a Mountain View View-ban lévő Google AI Quantumban és a kaliforniai Santa Barbara Egyetemen. mondta egy nyilatkozatában.
"Valószínű, hogy a klasszikus szimulációs idő, amely jelenleg 10 000 évre becsülhető, csökken a továbbfejlesztett klasszikus hardver és algoritmusok révén, de mivel jelenleg 1,5 trilliószor gyorsabbak vagyunk, kényelmesnek érzzük ezt az eredményt." - tette hozzá Foxen.
A kvantumszámítógépek szubatomi részecskékkel tárolják az információkat, amelyek nagyon eltérő szabályok szerint viselkednek, mint azok, amelyek a makró világunkat szabályozzák. Például, a kvantum részecskék létezhetnek egyidejűleg két különböző állapot "szuperpozíciójában", és a részecskéket fényévekkel lehet elválasztani, mégis "összekuszált, "befolyásolják egymás tulajdonságait.
Ez a furcsa kulcs a kvantumszámítás. A szuperpozíciós jelenség miatt a kvantumszámítógépek sokkal több információt tudnak tárolni és manipulálni egységnyi kötetenként, mint a hagyományos számítógépek, amelyek bináris módon kódolnak információt 0 és 1 között. (Egyébként a kvantumszámítási rendszerben az alapvető információs egységet qubitnak nevezzük, amely rövidebb a "kvantum bit" -nél.)
Az új tanulmány megismeri ezt a hatalmat. A kutatócsoport, Frank Arute vezetésével, a Google AI Quantum-ból, a Sycamore nevű kvantumszámítógépet használta, amely 53 funkcionális kvitet tartalmazott (plusz egy, amely nem működött megfelelően).
A tudósok beolvadták az 53 kvbit összetett szuperpozíciós állapotába, majd Sycamore elvégezte a véletlenszám-generációhoz hasonló feladatot. Az eredményeket ezután összehasonlítottuk a Tennessee-i Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumban a Summit szuperszámítógépen futtatott szimulációkkal.
"A Summit jelenleg a világ vezető szuperszámítógépe, amely kb. 200 millió milliárd műveletet képes másodpercenként végrehajtani" - írta William Oliver, a Massachusetts Technológiai Intézet fizikusa egy kísérő "Hírek és nézetek" darab a Nature ugyanazon számában.
"Körülbelül 40 000 processzor egységet tartalmaz, amelyek mindegyike tranzisztorokat (elektronikus kapcsolókat) tartalmaz, és 250 millió gigabájt tárolással rendelkezik. A Summit erőforrásainak kb. 99% -át felhasználták a klasszikus mintavétel elvégzésére" - tette hozzá Oliver, aki nem vett részt. az új tanulmányban.
Amint Foxen megjegyezte, a Sycamore körülbelül 3,5 perc alatt befejeződött, és a csúcstalálkozó munkája azt sugallta, hogy még a legerősebb hagyományos szuperszámítógépnek kb. 10 000 évig kellene rágnia a problémára.
"A kvantum-hatalom demonstrálása a mai vezető klasszikus algoritmusok felett a világ leggyorsabb szuperszámítógépein valóban figyelemre méltó eredmény és mérföldkő a kvantumszámításhoz" - tette hozzá Oliver. "Kísérletileg azt sugallja, hogy a kvantumszámítógépek olyan számítási modellt képviselnek, amely alapvetően különbözik a klasszikus számítógépektől. Ezenkívül harcol a kvantumszámítás ellenőrizhetőségével és életképességével kapcsolatos kritikával is egy rendkívül nagy számítási térben (amely legalább az itt használt 253 állapotot tartalmazza). ).”
(Nem mindenki ért egyet azzal, hogy az új cikk valóban "felsőbbrendűségről" számol be. Például az IBM kutatói azt állítják, hogy a Sycamore által elvégzendő feladat jól elérhető egy klasszikus számítógép számára. "Arra gondolunk, hogy ugyanazon feladat ideális szimulációja egy klasszikus rendszeren 2,5 napon belül és sokkal nagyobb hűséggel kell elvégezni "- írta három IBM tudós egy október 21-i blogbejegyzésben." Valójában ez egy konzervatív, a legrosszabb eset becslése, és arra számítunk, hogy további finomításokkal a a szimuláció klasszikus költsége tovább csökkenthető. ")
Oliver ugyanakkor hangsúlyozta, hogy még jelentős munkát kell elvégezni, mielőtt a kvantumszámítógépek a mindennapi élet fontos részévé válhatnak. Írta például, a kutatóknak új algoritmusokat kell kifejleszteniük, amelyek képesek működni a hibára hajlamos kvantumprocesszorokkal, amelyek a közeljövőben elérhetők lesznek. És annak érdekében, hogy a technológia hosszú távon gazdaságilag életképes legyen, a tudósoknak robusztus protokollokat kell kidolgozniuk a kvantumhibák kijavítására.
- A fizikusok megfordítják az időt a kvantumszámítógépen belüli apró részecskék számára
- Megtámadhatatlan adatok: Elsőként a biztonságos kvantum kommunikációt tesztelik a Microsatellite segítségével
- Az új szuperszámítógép képes lesz a világ leggyorsabb kontinenseire
A szerkesztő megjegyzése: Ezt a történetet az október 24-én frissítették, hogy belefoglalják az IBM tudósai gondolatait, akik nem gondolják, hogy az új tanulmány kvantitatív fölényt mutat.
Mike Wall könyve az idegen élet kereséséről "Kint"(Grand Central Publishing, 2018; illusztrálja: Karl Tate), már kint van. Kövesse őt a Twitteren @michaeldwall. Kövess minket a Twitteren @Spacedotcom vagy Facebook.
