IBM:n tekemän uuden kokeen mukaan kvanttitietokoneet voivat ylittää klassiset tietokoneet käytännön kysymyksiin vastaamisessa kahdessa vuodessa. Demonstraatio vihjaa, että todellinen kvanttiylivalta, kun kvanttitietokoneet ohittavat klassiset digitaaliset tietokoneet, voi tulla yllättävän pian.
"Nämä koneet ovat tulossa", sanoi Sabrina Maniscalco, helsinkiläisen kvanttilaskentastartupin Algorithmiqin toimitusjohtaja Nature Newsin haastattelussa.
Viime keskiviikkona julkaistussa uudessa tutkimuksessa tutkijat käyttivät IBM:n kvanttitietokonetta, joka tunnetaan nimellä Eagle, simuloimaan todellisen materiaalin magneettisia ominaisuuksia nopeammin kuin klassinen tietokone pystyy. Tämä saavutettiin erityisellä virheenvähennysprosessilla, joka kompensoi kohinaa, joka on kvanttitietokoneiden perustavanlaatuinen haittapuoli.
Perinteiset piisiruihin perustuvat tietokoneet luottavat "bitteihin", jotka voivat saada vain yhden kahdesta arvosta: 0 tai 1.
Sitä vastoin kvanttitietokoneet käyttävät kvanttibittejä tai kubitteja, jotka voivat saada useita tiloja samanaikaisesti. Kubitit perustuvat kvanttiilmiöihin, kuten superpositioon, jossa hiukkanen voi esiintyä useissa olomuodoissa samanaikaisesti, ja kvanttiketuutumiseen, jossa kaukaisten hiukkasten tilat voidaan yhdistää siten, että yhden muuttaminen muuttaa välittömästi toisen. Teoriassa tämä sallii kubittien suorittaa laskelmia paljon nopeammin ja rinnakkain, mitä digitaaliset bitit tekisivät hitaasti ja peräkkäin.
Mutta historiallisesti kvanttitietokoneilla on ollut Akilleen kantapää: kubittien kvanttitilat ovat uskomattoman herkkiä, ja pieninkin ulkoinen vaikutus voi muuttaa niiden tilaa pysyvästi – ja siten niiden kuljettamaa tietoa. Tämä tekee kvanttitietokoneista erittäin virhealttiita tai "meluisia".
Uudessa periaatteentodistuskokeessa 127 kubitin Eagle-supertietokone, joka käyttää suprajohtaviin piireihin rakennettuja kubitteja, laski kaksiulotteisen kiinteän aineen täydellisen magneettisen tilan. Sitten tutkijat mittasivat huolellisesti kunkin kubitin tuottaman melun. Osoittautuu, että tietyt tekijät, kuten viat supertietokoneen materiaalissa, voivat luotettavasti ennustaa kussakin kubitissa syntyvän kohinan. Sitten tiimi käytti näitä ennusteita mallintaakseen, miltä tulokset näyttäisivät ilman tätä melua.
Väitteet kvanttien paremmuudesta ovat tulleet esille aiemmin: Googlen tutkijat väittivät vuonna 2019, että yrityksen Sycamore-niminen kvanttitietokone ratkaisi 200 sekunnissa ongelman, joka olisi kestänyt tavallisella tietokoneella 10 000 vuotta. Mutta hänen ratkaisemallaan ongelmalla - pohjimmiltaan valtavan satunnaislukuluettelon sylkeminen ja niiden tarkkuuden tarkistaminen - ei ollut käytännön sovellutusta.
Sitä vastoin IBM:n uusi esittely käsittelee todellista – vaikkakin hyvin yksinkertaistettua – fyysistä ongelmaa.
"On rohkaisevaa, että se toimii muissa järjestelmissä ja monimutkaisemmissa algoritmeissa", sanoi John Martinis, fyysikko Kalifornian yliopistosta Santa Barbarassa, joka saavutti tuloksen. Google 2019, Nature Newsin haastattelussa.
Lue myös: