Мощный и программируемый: в Китае создали революционный квантовый компьютер

Китайским ученым удалось достичь превосходного результата в области квантовых вычислений. Их разработку называют самой успешной за последние два года. Исследователи наконец достигли долгожданного квантового преимущества — когда квантовые компьютеры могут решать задачи в разы быстрее, чем их классические аналоги

Об этом сообщает издание cosmosmagazine.com.

Команда из Google впервые достигла положительных результатов в 2019 году, используя сверхпроводящие кубиты, а затем команда из Китая в 2020 году превзошла соперников, используя фотонные кубиты. А теперь другая китайская команда (но возглавляемая тем же исследователем — Цзянь-Вей Паном из Китайского университета науки и технологий в Шанхае) переиграла и первых, и вторых.

В научной статье, опубликованной на сайте ArXiv, ученые пояснили, как именно им удалось достичь квантового преимущества, используя сверхпроводящие кубиты на квантовом процессоре под названием Zuchongzhi.

Zuchongzhi — это 2D-программируемый процессор, который может одновременно манипулировать 66-ю кубитами. В ходе эксперимента использовались 56 из них для решения задачи по моделированию случайных квантовых цепочек (квантовые цепочки — это длинные последовательности операций над кубитами, а также измерение результатов в ходе этих операций, — ред.). Стоит учесть, что чем больше кубитов задействуется в операциях, тем более сложным становится решение задачи. Классическому суперкомпьютеру потребовалось бы более восьми лет на решение данной задачи, потому что ему пришлось бы просчитывать несметное количество возможных состояний, в которых может находиться система. А вот квантовому процессору легче справиться потому, что кубиты имеют не только значение 0 и 1, но могут занимать и промежуточное состояние между нолем и единицей, в отличие от битов.

"По нашим оценкам, задача, выполненная Zuchongzhi примерно за 1,2 часа, займет у самого мощного суперкомпьютера не менее восьми лет", — говорится в статье. "Наша работа демонстрирует однозначное преимущество квантовых вычислений, которое невозможно для классических вычислений в разумные сроки".

Задача, с которой справился процессор Zuchongzhi, в 100 раз сложнее, чем та, которую решал процессор Sycamore от Google в 2019 году. Отметим, что Sycamore использовал 54 кубита, а Zuchongzhi немногим больше — 56. Это доказывает, что с увеличением количества кубитов производительность процессора улучшится в геометрической прогрессии.

В 2020 году, как мы уже упоминали ранее, китайские ученые использовали процессор с 76 фотонными кубитов, новой лазерной установкой, зеркалами, призмами и детекторами фотонов. Однако он не был программируемым, в отличие от Sycamore или Zuchongzhi.

Ранее мы сообщали о том, что квантовые компьютеры наконец превзошли классические ПК. В IBM провели исследование, в ходе которого классический компьютер не справился с простой задачей ввиду своей ограниченности, в отличие от квантового аналога.