Быстро выполняет задачи на которые бы ранее потребовались потратить около 2 миллиардов лет новый китайский квантовый компьютер Jiuzhang

Исследователи в Китае утверждают, что достигли квантового превосходства, точки, в которой квантовый компьютер способен выполнять задачи, недоступные для обычных стационарных машин. Устройство под названием Jiuzhang, как сообщается, провело расчеты, на которые раньше бы ушло около 2,5 миллиардов лет, за 200 секунд.

Квантовые компьютеры и их особенности

Традиционные компьютеры обрабатывают данные в виде битов в двоичной форме – нулей и единиц. Квантовые компьютеры используют другие технологии и имеют явное преимущество в том, что их биты могут быть как единицей, так и нулем одновременно. Это экспоненциально увеличивает потенциальную вычислительную мощность, так как два квантовых бита (кубита) могут находиться в четырех возможных состояниях, три кубита могут находиться в восьми состояниях и так далее.

Это означает, что квантовые компьютеры могут исследовать множество возможностей одновременно, в то время как классический компьютер должен будет проходить через все варианты один за другим. Прогресс показал, что квантовые компьютеры выполняют вычисления намного быстрее, чем стационарные, но их явное превосходство будет признано только тогда, когда они будут способны на то, что обычные компьютеры сделать не в состоянии.

И эта веха получила название «квантового превосходства». В прошлом году Google были первыми, кто заявил, что добился квантового превосходства. Компания объявила, что их 53-кубитный процессор Sycamore выполнил определенные вычисления в течение 200 секунд - задача, на которую, по оценке Google, самому мощному суперкомпьютеру в мире потребовалось бы 10 000 лет.

Создание и тестирование Jiuzhang

А теперь Китай утверждает, что они тоже смогли разработать устройство подобного уровня. Сообщается, что компьютер Jiuzhang нашел решение особенно сложной проблемы за 3 минуты 20 секунд. Стандартному суперкомпьютеру потребуется не менее 2,5 миллиардов лет, чтобы сделать то же самое - для справки, это более половины нынешнего возраста Земли.

Для тестирования использовался так называемый бозонный отбор, который вычисляет выходной сигнал сложной оптической схемы. По сути, фотоны отправляются в систему через множество входов, и, оказавшись внутри, они разделяются светоделителями и отражаются зеркалами.

Отбор проб бозона учитывает все эти переменные и вычисляет возможный результат этого лабиринта - невероятно сложная задача, которая идеально подошла для тестирования квантовых компьютеров. В ходе тестирования Jiuzhang работал с 50 фотонами, 100 входами, 100 выходами, 300 светоделителями и 75 зеркалами.

Компьютеру удалось рассчитать образец распределения примерно за время, необходимое для приготовления кофе, тогда как Sunway TaihuLight - в настоящее время четвертому по мощности суперкомпьютеру в мире - потребовалась бы пятая часть от всего времени существования Вселенной, чтобы сделать то же самое. Хоть данные устройства и являются великим достижением, но это не означает, что обычные компьютеры нам уже не понадобятся.

Подобные вычисления сами по себе не являются особенно полезной работой - в основном это тесты, демонстрирующие потенциальную мощь квантовых компьютеров. Кроме того, у них все еще есть некоторые проблемы со стабильностью, которые необходимо решить, и они не обязательно будут лучше во всем, чем их предшественники.