Квантовый компьютер за 200 секунд решил задачу, на которую у обычного суперкомпьютера ушло бы 2,5 млрд лет

Ученые из Китайского университета науки и технологий (Шанхай) создали квантовый компьютер Jzhāng, который смог отобрать 76 фотонов за 200 секунд в ходе отбора проб бозонов. Суперкомпьютер выполнял бы такое задание в течение 2,5 млрд лет, передает издание scientificamerican.com.

"Выборкой бозонов" называют суперэффективный квантовый алгоритм, демонстрирующий сверхмощности квантовых компьютеров. При отборе бозона используются фотоны в оптических чипах. Данная технология была разработана учеными из Бристольского университета. Классический суперкомпьютер применяет матричный метод при выборке гауссовских бозонов, при этом время расчета сильно увеличивается, тогда как квантовый компьютер справляется с аналогичной задачей за 200 секунд.

Опыт, поставленный в Шанхае, продемонстрировал, что при наличии ограниченного набора компонентов фотонная квантовая система все-таки превосходит классическую. Это значит, что работу в данном направлении стоит продолжать. Загвоздка в том, что исследователи не уверены в правильности выбора физических принципов, на которых можно строить квантовые вычислители. Также их смущает и выбор пула задач для квантовых компьютеров, ведь это должны быть такие задания, с которыми классические компьютеры не справятся.

Работает Jzhāng следующим образом: лазерный луч расщепляется на 25 лучей, которые направляются на 25 кристаллов титанилфосфата калия. В результате из каждого кристалла в разных направлениях вылетают по два фотона. Фотоны распределяются по 100 тоннелям, каждый из которых состоит из 300 призм и 75 зеркал. На противоположных концах тоннелей установлены датчики, регистрирующие все фотоны, добравшиеся до выхода. В течение 200 секунд китайские эксперты зафиксировали 43 фотона в ходе одного запуска. Однако при очередном запуске им удалось собрать 76 фотонов — этого достаточно, чтобы доказать превосходство квантовых компьютеров. Классический суперкомпьютер на обработку таких данных потратил бы 2,5 млрд лет.

Квантовые вычисления могут понадобиться для решения определенных задач в квантовой химии и математике, дать возможность превращать фотоны в кубиты, что упростит процесс создания многокубитовой оптической квантовой системы, квантового интернета или его сегментов. На данный момент, чтобы создать мультикубитовую систему, необходимо задействовать миллионы лазеров и сотни миллионов зеркал, призм и других элементов, что очень усложняет задачу.

Ранее стало известно, что в Нидерландах создадут квантовый интернет.