Saskaņā ar jaunu IBM veikto eksperimentu kvantu datori divu gadu laikā var pārspēt klasiskos datorus, atbildot uz praktiskiem jautājumiem. Demonstrācija liecina, ka patiess kvantu pārākums, kad kvantu datori apsteigs klasiskos digitālos, varētu rasties pārsteidzoši drīz.
"Šīs mašīnas nāk," intervijā Nature News sacīja Helsinkos bāzētā kvantu skaitļošanas startup Algorithmiq izpilddirektore Sabrina Maniscalco.
Jaunajā pētījumā, kas publicēts pagājušajā trešdienā, zinātnieki izmantoja IBM kvantu datoru, kas pazīstams kā Eagle, lai simulētu reāla materiāla magnētiskās īpašības ātrāk, nekā to spēj veikt klasiskais dators. Tas tika panākts, izmantojot īpašu kļūdu samazināšanas procesu, kas kompensēja troksni, kas ir būtisks kvantu datoru trūkums.
Tradicionālie datori, kuru pamatā ir silīcija mikroshēmas, paļaujas uz “bitiem”, kas var iegūt tikai vienu no divām vērtībām: 0 vai 1.
Turpretim kvantu datori izmanto kvantu bitus jeb kubitus, kas vienlaikus var iegūt daudzus stāvokļus. Kubiti balstās uz kvantu parādībām, piemēram, superpozīciju, kad daļiņa var pastāvēt vairākos stāvokļos vienlaikus, un kvantu sapīšanās, kur attālo daļiņu stāvokļus var saistīt tā, ka, mainot vienu no tiem, uzreiz mainās cits. Teorētiski tas ļauj kubitiem veikt aprēķinus daudz ātrāk un paralēli, lietas, ko digitālie biti veiktu lēni un secīgi.
Taču vēsturiski kvantu datoriem ir bijis Ahileja papēdis: kubitu kvantu stāvokļi ir neticami delikāti, un pat vismazākā ārējā ietekme var neatgriezeniski mainīt to stāvokli un līdz ar to arī informāciju, ko tie nes. Tas padara kvantu datorus ļoti pakļautus kļūdām vai "trokšņainiem".
Jaunā principa pierādījuma eksperimentā 127 kubitu Eagle superdators, kas izmanto kubitus, kas veidoti uz supravadošām shēmām, aprēķināja divdimensiju cietas vielas pilnīgu magnētisko stāvokli. Pēc tam pētnieki rūpīgi izmērīja katra kubita radīto troksni. Izrādās, ka noteikti faktori, piemēram, superdatora materiāla defekti, var droši prognozēt katrā kubitā radīto troksni. Pēc tam komanda izmantoja šīs prognozes, lai modelētu, kā rezultāti izskatītos bez šī trokšņa.
Apgalvojumi par kvantu pārākumu ir parādījušies jau iepriekš: 2019. gadā Google zinātnieki apgalvoja, ka uzņēmuma kvantu dators, kas pazīstams kā Sycamore, 200 sekundēs atrisināja problēmu, kas parastam datoram būtu prasījusi 10 000 gadu. Taču viņa atrisinātajai problēmai — būtībā izspļaut milzīgu nejaušu skaitļu sarakstu un pēc tam pārbaudīt to precizitāti — praktiski nebija pielietojuma.
Turpretim IBM jaunā demonstrācija pievēršas reālai, kaut arī ļoti vienkāršotai, fiziskai problēmai.
"Tas ir iepriecinoši, ka tas darbosies citās sistēmās un sarežģītākos algoritmos," sacīja Džons Martiniss, Kalifornijas Universitātes Santabarbaras fiziķis, kurš sasniedza rezultātu. google 2019, intervijā Nature News.
Lasi arī: