Az IBM új kísérlete szerint a kvantumszámítógépek két éven belül felülmúlhatják a klasszikus számítógépeket a gyakorlati kérdések megválaszolásában. A demonstráció arra utal, hogy meglepően hamar bekövetkezhet az igazi kvantumfölény, amikor a kvantumszámítógépek megelőzik a klasszikus digitálisakat.
„Jönnek ezek a gépek” – mondta Sabrina Maniscalco, a helsinki székhelyű, kvantumszámítástechnikai startup, az Algorithmiq vezérigazgatója a Nature Newsnak adott interjújában.
Egy múlt szerdán közzétett új tanulmányban a tudósok az IBM Eagle néven ismert kvantumszámítógépét használták, hogy a klasszikus számítógépeknél gyorsabban szimulálják a valódi anyagok mágneses tulajdonságait. Ezt egy speciális hibacsökkentő eljárásnak köszönhették, amely kompenzálta a zajt, ami a kvantumszámítógépek alapvető hátránya.
A hagyományos szilíciumchipekre épülő számítógépek „bitekre” támaszkodnak, amelyek csak két érték egyikét vehetik fel: 0 vagy 1.
Ezzel szemben a kvantumszámítógépek kvantumbiteket vagy qubiteket használnak, amelyek egyszerre több állapotot is felvehetnek. A qubitok olyan kvantumjelenségekre támaszkodnak, mint a szuperpozíció, ahol egy részecske egyszerre több állapotban is létezhet, és a kvantumösszefonódás, amikor a távoli részecskék állapotai úgy kapcsolhatók össze, hogy az egyik megváltoztatása azonnal megváltoztatja a másikat. Elméletileg ez lehetővé teszi a qubitek számára, hogy sokkal gyorsabban és párhuzamosan végezzenek számításokat, amit a digitális bitek lassan és egymás után végeznének.
De történelmileg a kvantumszámítógépeknek megvolt az Achilles-sarka: a qubitek kvantumállapotai hihetetlenül kényesek, és még a legkisebb külső hatás is tartósan megváltoztathatja állapotukat – és így az általuk hordozott információkat is. Ez a kvantumszámítógépeket nagyon hibássá vagy „zajossá” teszi.
A szupravezető áramkörökre épített qubiteket használó 127 qubites Eagle szuperszámítógép egy új alapelv-bizonyítási kísérletben kiszámította egy kétdimenziós szilárdtest teljes mágneses állapotát. A kutatók ezután gondosan megmérték az egyes qubitek által keltett zajt. Kiderült, hogy bizonyos tényezők, mint például a szuperszámítógép anyagának hibái, megbízhatóan megjósolhatják az egyes qubitekben generált zajt. A csapat ezután ezeket az előrejelzéseket használta annak modellezésére, hogy milyenek lennének az eredmények e zaj nélkül.
A kvantumfölényre vonatkozó állítások már korábban is felmerültek: 2019-ben a Google tudósai azt állították, hogy a vállalat Sycamore néven ismert kvantumszámítógépe 200 másodperc alatt megoldott egy olyan problémát, amely egy közönséges számítógépnek 10 000 évig tartott volna. De az általa megoldott problémának – lényegében a véletlen számok hatalmas listájának kiköpése, majd a pontosságuk ellenőrzése – nem volt gyakorlati alkalmazása.
Ezzel szemben az IBM új bemutatója egy valós – bár nagyon leegyszerűsített – fizikai problémával foglalkozik.
"Bíztató, hogy más rendszerekben és bonyolultabb algoritmusokban is működni fog" - mondta John Martinis, a Santa Barbarai Kaliforniai Egyetem fizikusa, aki elérte az eredményt. Google 2019-ben, a Nature Newsnak adott interjújában.
Olvassa el még: