Znajdź zawartość

Chińscy naukowcy ogłosili, że dotrzymali słowa danego w grudniu ubiegłego roku i ulepszyli swój układ optyczny tak, że przeprowadził kwantowe gaussowskie próbkowanie bozonu na macierzy 144x144. Tym samym potwierdzili, że ich komputer kwantowy osiągnął kwantową supremację, czyli jest w stanie wykonać obliczenia, których komputery klasyczne nie potrafią wykonać w rozsądnym czasie. O osiągnięciu kwantowej supremacji słyszeliśmy już kilkukrotnie. Tak na przykład twierdził Google w 2019 roku. Za każdym jednak razem specjaliści wysuwali zastrzeżenia, co do wykorzystanych algorytmów. Tym razem, jak zapewniają Chińczycy, takich zastrzeżeń nie będzie. Pracami uczonych z Narodowego Laboratorium Nauk Fizycznych na Chińskim Uniwersytecie Nauki i Technologii w Hefei kierował Jian-Wei Pan. Celem prac było zbudowanie komputera kwantowego, który obliczy prawdopodobieństwo wystąpienia danego wyniku na wyjściu w obwodzie kwantowym. Zadanie takie komputery klasyczne potrafią rozwiązać bez większych problemów, pod warunkiem jednak, że istnieje niewiele punktów wyjścia i wejścia takiego obwodu. Gdy jednak jest ich więcej, czas potrzebny do przeprowadzenia obliczeń za pomocą klasycznych komputerów staje się tak długi, że ich przeprowadzanie traci sens. Zespół przeprowadził gaussowskie próbkowanie bozonu (GBS). Na czym ono polega? Wyobraźmy sobie w tym miejscu układ optyczny z wieloma wejściami i wyjściami. Następnie wpuszczamy do niego pojedyncze fotony, które na swojej drodze do wyjścia napotykają różne komponenty optyczne, jak dzielniki wiązki czy lustra. Nasze zadanie obliczeniowe polega na tym, by określić, jakie fotony pojawią się na wyjściu. Taki układ możemy więc postrzegać jako matrycę dokonującą transformacji konfiguracji fotonów wpuszczonych na wejściu w konfigurację wyjściową. Określenie konfiguracji wyjściowej jest bardzo trudne nawet dla niewielkiej matrycy z rozdzielaczy i lusterek. Przy rosnącej liczbie punktów wejścia i wyjścia, określenie wyniku takiego eksperymentu jest niezwykle trudne. W grudniu ubiegłego roku Chińczycy wykorzystali GBS składający się ze 100 punktów wejścia i 100 punktów wyjścia. Informowali wówczas, że ich system przeprowadził obliczenia w ciągu około 200 sekund. Tymczasem chiński superkomputer Sunway TaihuLight, 4. najpotężniejszy wówczas komputer na świecie, potrzebowałby do wykonania takich obliczeń... około 2,5 miliarda lat. Po udanym eksperymencie naukowcy zapowiedzieli, że udało im się udoskonalić GBS na tyle, że przeprowadzą eksperymenty na matrycy 144x144. W 2021 roku nasza maszyna GBS będzie łatwiejsza w dostrojeniu, mniejsza i bardziej stabilna. Zaczynamy zastanawiać się nad jej wdrożeniem do celów praktycznych, mówili wówczas. Teraz dotrzymali złożonej obietnicy. Poinformowali, że przy matrycy 144x144 istnieje 1043 możliwych rozwiązań, a ich GBS dokonał obliczeń 1023 razy szybciej niż superkomputer. Tym samym, zapewniają, osiągnęli kwantową supremację. « powrót do artykułu

Google twierdzi, że zbudowany przez tę firmę komputer osiągnął kwantową supremację, czyli wykonał obliczenia, których klasyczny komputer nie jest w stanie wykonać w rozsądnym casie. Jeśli to prawda, możemy mieć do czynienia z prawdziwym przełomem na polu informatyki kwantowej. Dotychczas bowiem komputery kwantowe nie dorównywały komputerom klasycznym. Cała sprawa jest jednak otoczona tajemnicą. Prace Google'a zostały bowiem opisane w dokumencie, który niedawno został umieszczony na serwerze NASA. Jednak dokument szybko stamtąd usunięto. Przedstawiciele Google'a odmawiają komentarza w tej sprawie. W dokumencie opisano procesor kwantowy o nazwie Sycamore, który ma zawierać 54 kubity. To właśnie on miał osiągnąć kwantową supremację. Wymieniony został też tylko jeden autor artykułu, John Martinias z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara. Wiadomo, że pracuje on dla Google'a nad sprzętem dla komputerów kwantowych. Wiadomo też, że w 2018 roku Google i NASA zawarły porozumienie, w ramach którego agencja kosmiczna miała pomóc Google'owi w testach kwantowej maszyny. Wspomniany dokument opisuje, w jaki sposób procesor Sycamore rozwiązał problem prawdziwego rozkładu losowego liczb. Tego typu problemy są niezwykle trudne dla komputerów klasycznych. Ci, którzy czytali dokument mówią, że jeden z kubitów procesora nie działał, ale pozostałe 53 zostały splątane, wygenerowały przypadkowy zestaw liczb w systemie dwójkowym i sprawdziły, czy rzeczywiście ich rozkład jest przypadkowy. Autorzy artykułu obliczyli, że wykonanie takiego zadania zajęłoby Summitowi, najpotężniejszemu klasycznemu superkomputerowi na świecie aż 10 000 lat. Procesor Sycamore wykonał je w 200 sekund. Autorzy artykułu przyznają, że użyty algorytm nie przyda się do niczego więcej niż do generowania prawdziwych liczb losowych. Jednak w przyszłości podobny procesor może być przydatny w maszynowym uczeniu się, chemii czy naukach materiałowych. Osiągnięcie kwantowej supremacji przez Google'a to ważny krok w informatyce kwantowej, mówi Jim Clarke z Intel Labs. Ekspert dodaje, że wciąż jesteśmy na początku drogi. To, co osiągnął Google było jedynie demonstracją i to nie wolną od błędów. Jednak w przyszłości będą budowane większe potężniejsze procesory kwantowe, zdolne do wykonywania bardziej użytecznych obliczeń. « powrót do artykułu