У Китаї створили квантові комп'ютери в 10 млн разів потужніші за будь-який суперкомп'ютер (відео)

У Китаї інженери побудували 2 перші у світі програмовані квантові комп'ютери, які перевершили звичайні системи продуктивності. Про це досягнення пише видання Physics World.

Нові комп'ютери створили дві групи вчених із Національної лабораторії фізичних наук Хефей Китайського університету науки і технологій, які очолив Цзянь-Вей Пань. Обидві системи призначені до розрахунку вихідних ймовірностей квантових схем. Вони приймають кілька квантових станів як вхідні дані, потім ці стани проходять через квантовий контур, щоб зрештою надати кілька станів як рішення. Прикладом є система, в якій одиночні фотони вводяться паралельно до оптичної схеми, де вони можуть взаємодіяти через такі компоненти, як світлодільники, а потім виходити з декількох вихідних портів.

За словами дослідників, один із комп'ютерів під назвою Zuchongzhi 2.1 у 10 млн разів перевершує за потужністю класичний комп'ютер Sycamore від Google. В основі цієї системи лежать 66 надпровідних кубітів, з'єднаних сотнею відгалужувачів, що налаштовуються. Під час експерименту вчені використали 56 кубітів, які витримали 20 логічних циклів.

Хоча Zuchongzhi 2.1 всього на 3 кубіти більший, ніж система з 53 кубітів від Google, представлена в 2019 році, Пан та його колеги стверджують, що обчислювальні операції, які вони задають своїм комп'ютерам, для класичних обчислювальних пристроїв дуже складні, оскільки класичному комп'ютеру потрібно буде докладати у 1 000 разів більше зусиль. Згідно з їхньою заявою, квантовий комп'ютер за годину впорається з розрахунками, на які найпотужніший електронний комп'ютер витратить 8 років. Однак для цього систему Zuchongzhi 2.1 доведеться тримати за дуже низької температури.

Другий комп'ютер називається Jiuzhang 2 і є фотонним, тобто використовує світло для передавання даних. Він використовує вибірку гаусових бозонів (дуже маленьких частинок), щоб аналізувати сигнали, що виходять з оптичного інтерферометра — це спеціальний пристрій, який встановлює різницю між фазами світлових пучків. Фізики запевняють, що їхня система може обробляти трильйони можливих результатів і в багато разів випереджає класичні суперкомп'ютери.

Загальною рисою обох цих типів квантових комп'ютерів є те, що вони приймають кілька квантових станів як вхідні дані, дозволяють станам переміщатися ланцюгом і доставляють кілька станів як вихідні дані. Інакше кажучи, вони підтримують відразу десятки можливих значень, тоді як біти у традиційному комп'ютері видають лише "1" чи "0". Експерименти з вибіркою демонструють перевагу квантових систем, здатних здійснювати велику кількість паралельних обчислень, неможливих для традиційних систем.

"Це вказує на те, що наше дослідження увійшло до другої стадії реалізації відмовостійких квантових обчислень та короткострокових додатків, таких як квантове машинне навчання та квантова хімія", — цитує The Independent співавтор дослідження Чжу Сяобо.

Раніше вчені досягли квантової телепортації, яка допоможе в рази прискорити роботу оптоволоконного інтернету. Так, вони успішно перемістили дані на десятки метрів без втрати якості.