Компанія Quantinuum, що займається квантовими обчисленнями, нещодавно оголосила про створення квантового комп’ютера, який, за її словами, у 100 разів перевершив знаковий результат комп’ютера Google.
Результат Google 2019 року використовував специфічний тест під назвою лінійна перехресна ентропія в спробі продемонструвати квантову перевагу – точку, в якій квантові комп’ютери випереджають найсучасніші звичайні (або класичні) комп’ютери.
Квантові комп’ютери працюють на квантових бітах. Квантові біти (скорочено кубіти) схожі на звичайні комп’ютерні біти, за винятком того, що їхні значення можуть бути як 0, так і 1 одночасно. Завдяки цій квантовій примсі комп’ютери можуть розглядати більше варіантів розв’язання проблеми швидше, ніж класичні комп’ютери. Зрештою, квантові комп’ютери повинні бути здатні розв’язувати проблеми, які класичні комп’ютери не можуть.
Але квантові комп’ютери не схожі на звичайні комп’ютери. Це тому, що їхні кубіти часто є переохолодженими атомами, зібраними в масив. Охолоджені до такого ступеня, атоми переходять у квантовий стан. У той момент, коли значення одного з кубітів стає певним, квантовий стан розшифровується, і квантова операція розпадається на частини. З цієї причини квантові комп’ютери в тому вигляді, в якому вони існують зараз, використовуються лише в спеціальних дослідницьких і лабораторних умовах.
Комп’ютер Quantinuum перевершив значне досягнення 2019 року – процесор Sycamore від Google, якому знадобилося близько 200 секунд, щоб виконати завдання, на яке найсучасніший класичний суперкомп’ютер витратив би близько 10000 років.
Щоб досягти такого результату, команда Quantinuum модернізувала свій процесор H2-1 з 32-кубітної системи до 56-кубітної, що значно збільшило його обчислювальну потужність. Згідно з пресрелізом Quantinuum, їх квантовий комп’ютер також запустив свій алгоритм з приблизно в 30000 разів меншою потужністю, ніж класичний комп’ютер, який би виконував цю операцію.
Важливо, що комп’ютер Quantinuum досягнув нового рекорду для перехресної ентропії, метрики, яка використовується для порівняння продуктивності різних квантових комп’ютерів. комп’ютерів. Цей тест вимірює потужність квантової системи; чим більше шуму в системі, тим гірші результати (ближче до нуля, ніж до 1). У 2019 році результат Google у перехресному ентропійному тесті склав ~.002; результат H2-1 – ~.35. “На відміну від попередніх заяв, пов’язаних з експериментами XEB, 35% – це значний крок до ідеалізованої межі точності в 100%, при якій обчислювальна перевага квантових комп’ютерів стає очевидною”, – йдеться в пресрелізі Quantinuum. Дослідження команди наразі розміщено на сервері препринтів arXiv.
Квантові комп’ютери – це тестові майданчики майбутнього інформації, тобто того, як люди зберігають і переміщують дані, а також обчислюють нову інформацію. Минулого року інша команда дослідників показала, як квантові комп’ютери можуть виконувати обчислення у спосіб, дуже схожий на подорож у часі.
“Експеримент, який ми описуємо, здається неможливим вирішити за допомогою стандартної (не квантової) фізики, яка підпорядковується звичайній стрілі часу, – розповів тоді Gizmodo Девід Арвідссон-Шукур, квантовий фізик з Кембриджського університету і провідний автор дослідження. “Таким чином, здається, що квантова заплутаність може генерувати випадки, які фактично виглядають як подорожі в часі”.
Минулого року інша команда стверджувала, що їм вдалося створити квантову червоточину – портал, через який квантова інформація може миттєво подорожувати.
Quantinuum також запустив новинний канал. У 2022 році команді, яка використовувала комп’ютер Quantinuum, вдалося створити нову фазу матерії, підірвавши кубіти лазерами, що зчитують послідовність Фібоначчі.
Квантові обчислення іноді сприймаються як наукова фантастика, адже це здається таким дивним – користуватися перевагами сфери за межами класичної фізики для проведення складних обчислень. Але системи продовжують вдосконалюватися, а їх застосування різноманітні (хоча деякі межують з нездійсненними мріями). Поки що вони використовуються лише в дослідницьких цілях, але квантові комп’ютери повільно створюють світ завтрашнього дня вже сьогодні.
Читайте також: