Kvantinė „Google“ viršenybė? Ne taip greitai, sako IBM.

Google kvantinis kompiuteris Google; Redagavo MIT Technology Review

Prieš mėnesį pasklido naujienos, kad „Google“, kaip pranešama, pasiekė kvantinę viršenybę: ji gavo kvantinį kompiuterį, kad būtų galima atlikti skaičiavimus, kurie užtruks klasikiniam kompiuteriui neįgyvendinamai ilgai. Nors pats skaičiavimas – iš esmės labai specifinis atsitiktinių skaičių išvedimo būdas – yra maždaug toks pat naudingas kaip ir pirmasis brolių Wrightų 12 sekundžių skrydis, tai būtų panašios svarbos etapas, žymintis visiškai naujos skaičiavimo eros aušrą. .

Tačiau a Šiandien paskelbtas tinklaraščio įrašas , IBM ginčija „Google“ pretenziją. „Google“ teigimu, užduotį, kurią greičiausiam pasaulyje klasikiniam superkompiuteriui gali prireikti 10 000 metų, iš tikrųjų, pasak IBM, galima atlikti vos per kelias dienas.

Johnas Preskillas, CalTech fizikas, sugalvojęs kvantinės viršenybės terminą, rašė straipsnyje žurnalui Quanta , Google specialiai pasirinko labai siaurą užduotį, kuri būtų tinkama kvantiniam kompiuteriui, o klasikiniam – blogai. Šis kvantinis skaičiavimas turi labai mažą struktūrą, todėl klasikiniam kompiuteriui sunkiau neatsilikti, tačiau taip pat reiškia, kad atsakymas nėra labai informatyvus, rašė jis.

„Google“ tyrimo dokumentas nebuvo paskelbtas ( Atnaujinti : ji pasirodė praėjus dviem dienoms po šios istorijos), bet internete buvo nutekintas juodraštis praeitą mėnesį. Jame mokslininkai teigia, kad jie turi 53 kvantinių bitų arba kubitų mašiną, kuri apskaičiuoja per 200 sekundžių. Jie taip pat apskaičiavo, kad galingiausiam pasaulyje superkompiuteriui, Oak Ridge nacionalinės laboratorijos viršūnių susitikimo mašinai, prireiks 10 000 metų, kad tai būtų kartojama vienodai tiksliai arba tokiu pat neapibrėžtumo lygiu, kaip ir natūraliai neapibrėžtai kvantinei sistemai.

Problema ta, kad tokie modeliavimai nėra tik kodo perkėlimas iš kvantinio kompiuterio į klasikinį. Kuo daugiau kubitų bandote imituoti, jie auga eksponentiškai. Dėl šios priežasties yra daug skirtingų metodų, kaip optimizuoti kodą, kad būtų gautas pakankamai geras atitikmuo.

Tuo „Google“ ir IBM skiriasi. IBM mokslininkai siūlo metodą, kuris, jų teigimu, užtruktų vos dvi su puse dienos naudojant klasikinę mašiną, kurios tikslumas yra daug didesnis, o papildomi patobulinimai galėtų dar labiau sumažėti.

Pagrindinis skirtumas? Kietieji diskai. Norint imituoti kvantinį kompiuterį klasikiniu, proceso metu atmintyje turi būti saugomi didžiuliai duomenų kiekiai, kad būtų galima parodyti kvantinio kompiuterio būklę bet kuriuo momentu. Kuo mažiau laisvos atminties, tuo daugiau užduotį turėsite suskirstyti į etapus ir tuo ilgiau tai užtruks. „Google“ metodas, pasak IBM, labai priklausė nuo tų duomenų saugojimo RAM, o IBM naudoja ir RAM, ir vietos standžiajame diske. Jame taip pat siūloma naudoti daugybę kitų klasikinių optimizavimo metodų tiek aparatinėje, tiek programinėje įrangoje, kad būtų pagreitintas skaičiavimas. Tiesą sakant, IBM jo neišbandė praktiškai, todėl sunku žinoti, ar jis veiktų taip, kaip siūloma. („Google“ atsisakė komentuoti.)

Taigi, kas rizikuoja? Arba daug, arba nedaug, priklausomai nuo to, kaip į tai žiūrite. Kaip pažymi Preskill, problema, kurią „Google“ išsprendė, praktiškai neturi jokios praktinės reikšmės, ir net kvantiniams kompiuteriams didėjant, prireiks daug laiko, kol jie galės išspręsti bet kokias, išskyrus siauriausias, problemas. Tie, kurie gali nulaužti šiuolaikinius kodus, greičiausiai užtruks mažiausiai dešimtmečius.

Be to, net jei IBM teisus, kad „Google“ šį kartą to nepasiekė, kvantinės viršenybės slenkstis tikrai nėra toli. Faktas, kad pridedant kubitus modeliavimas tampa eksponentiškai sunkesnis, reiškia, kad gali prireikti šiek tiek didesnės kvantinės mašinos, kad būtų pasiektas toks taškas, kad būtų tikrai nepralenkiamas.

Vis dėlto, kaip pažymi Preskill, net ir ribota kvantinė viršenybė yra esminis žingsnis ieškant praktinių kvantinių kompiuterių. Kas galiausiai tai pasieks, kaip ir broliai Wrightai, gaus vietą istorijoje.

paslėpti