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

квантовий комп'ютер, процесор
Фото: D-Wave Systems Inc.

Квантовий процесор за годину впорався із завданням, яке класичні суперкомп'ютери вирішували б більше восьми років.

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.

чіп, процесор, кубіт
Схема двовимірного надпровідного кубітного чіпа

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.