Китай заявляет о квантовом превосходстве благодаря новой машине

Судя по названиям, достижение квантового превосходства — одно из лучших достижений. Это не означает, что вы контролируете квантовый мир (извините!), Но это означает, что у вас есть квантовый компьютер, который что-то делает быстрее, чем даже самый мощный суперкомпьютер на планете.

Китай заявляет о квантовом превосходстве благодаря новой машине

В октябре 2019 года Google объявила о квантовом превосходстве на основе результатов своего квантового процессора Sycamore. Он мог выполнить одну операцию за 200 секунд, на что лучшему суперкомпьютеру потребовалось бы 10 000 лет. Китайские исследователи теперь сообщают в Science, что их процессору Jiuzhang требуется 200 секунд для выполнения операции, на которую лучшему суперкомпьютеру потребовалось бы 2,5 миллиарда лет.

Теперь, прежде чем мы продолжим, мы должны упомянуть два предостережения. Профессор Джон Прескилл, придумавший термин «квантовое превосходство», прямо заявил, что это может быть достигнуто только в том случае, если квантовый компьютер может выполнять операцию, которую не может выполнять классический компьютер. Но другие утверждают, что эти огромные различия во времени обработки по сути показывают непреодолимое разделение между квантовыми и обычными компьютерами.

Также важно подчеркнуть, что это не квантовые компьютеры. Мы все еще далеки от работающего квантового компьютера. Эти современные машины предназначены только для одной цели, но делают это исключительно хорошо. В случае с Jiuzhang это одно называется алгоритмом выборки гауссовского бозона. Проблема возникла в последние несколько лет. Классические компьютеры не могут решить эту проблему за короткое время. Считается, что даже аппроксимация этой проблемы слишком сложна для суперкомпьютеров. Вот почему именно этот подход считается стоящим тестом для квантовых систем, таких как Цзючжан.

Интерес к квантовым компьютерам растет, потому что они обещают невероятно быстрые вычисления, которые могут позволить нам решать чрезвычайно сложные научные задачи и, например, помочь нам в разработке более эффективных медицинских препаратов.

Точно так же, как обычный компьютер использует биты, состоящие из последовательности нулей и единиц, квантовые компьютеры используют кубиты (квантовые биты), которые могут быть нулем, единицей и суперпозицией двух. Способность кубита находиться в суперпозиции открывает возможность невероятно быстрых вычислений.

Но что такое суперпозиция? Это квантово-механическое свойство, при котором, например, два состояния могут существовать одновременно, пока система не будет обнаружена. Это часто обсуждается с использованием концепции кошки Шредингера. В знаменитом мысленном эксперименте кошка заперта в ящике, где с помощью квантового процесса можно активировать пузырек с ядом. Так что, если вы не открываете коробку, вам придется сделать вывод из-за природы квантовой механики, что кошка находится в суперпозиции мертвого и живого.

Кошка не «мертвая или живая», но и не совсем «мертвая и живая». В привычном нам классическом мире нет ничего подобного. Использование этой суперпозиции по-прежнему ограничено несколькими специальными задачами, но с такими работами, как это шоу, мы справляемся хорошо.