Потужний і програмований: в Китаї створили революційний квантовий комп'ютер

Китайським вченим вдалося досягти чудового результату у сфері квантових обчислень. Їх розробку називають найуспішнішою за останні два роки. Дослідники нарешті досягли довгоочікуваної квантової переваги — коли квантові компʼютери можуть вирішувати завдання в рази швидше, ніж їх класичні аналоги

Про це повідомляє видання cosmosmagazine.com.

Команда з Google вперше досягла позитивних результатів у 2019 році, використовуючи надпровідні кубіти, а потім команда з Китаю у 2020 році перевершила суперників, використовуючи фотонні кубіти. А тепер інша китайська команда (але очолювана тим же дослідником — Цзянь-Вей Паном з Китайського університету науки і технологій в Шанхаї) переграла і перших, і других.

У науковій статті, опублікованій на сайті ArXiv, вчені пояснили, як саме їм вдалося досягти квантової переваги, використовуючи надпровідні кубіти на квантовому процесорі під назвою Zuchongzhi.

Zuchongzhi — це 2D-програмований процесор, який може одночасно маніпулювати 66-ма кубітами. Під час експерименту використовувалися 56 з них для вирішення завдання з моделювання випадкових квантових ланцюжків (квантові ланцюжки — це довгі послідовності операцій над кубітами, а також вимір результатів під час цих операцій, — ред). Варто врахувати, що чим більше кубітів задіюється в операціях, тим складнішим стає вирішення завдання. Класичному суперкомпʼютеру знадобилося б більше восьми років на рішення цього завдання, тому що йому довелося б прораховувати безліч можливих станів, в яких може перебувати система. А ось квантовому процесору легше впоратися, тому що кубіти мають не тільки значення 0 і 1, але можуть займати і проміжний стан між нулем і одиницею, на відміну від бітів.

"За нашими оцінками, завдання, виконане Zuchongzhi приблизно за 1,2 години, забере у найпотужнішого суперкомпʼютера не менше восьми років", — йдеться в статті. "Наша робота демонструє однозначну перевагу квантових обчислень, яке неможливу для класичних обчислень в розумні терміни".

Завдання, з якою справився процесор Zuchongzhi, в 100 разів складніше, ніж те, яке вирішував процесор Sycamore від Google у 2019 році. Зазначимо, що Sycamore використовував 54 кубіти, а Zuchongzhi трохи більше — 56. Це доводить, що зі збільшенням кількості кубітів продуктивність процесора покращиться в геометричній прогресії.

У 2020 році, як ми вже згадували раніше, китайські вчені використовували процесор з 76 фотонними кубітів, новою лазерною установкою, дзеркалами, призмами і детекторами фотонів. Однак він не був програмованим, на відміну від Sycamore або Zuchongzhi.

Раніше ми повідомляли про те, що квантові компʼютери нарешті перевершили класичні ПК. У IBM провели дослідження, під час якого класичний компʼютер не впорався з простим завданням з огляду на свою обмеженість, на відміну від квантового аналога.