Ένας κβαντικός υπολογιστής σπάει το ρεκόρ που έθεσε η Google

Η εταιρεία κβαντικών υπολογιστών Quantinuum ανακοίνωσε πρόσφατα έναν κβαντικό υπολογιστή που λέει ότι ξεπερνά το ιστορικό αποτέλεσμα υπολογιστών της Google κατά 100 φορές.

Το αποτέλεσμα της Google για το 2019 χρησιμοποίησε μια συγκεκριμένη δοκιμή που ονομάζεται κριτήριο γραμμικής διασταυρούμενης εντροπίας σε μια προσπάθεια να αποδείξει Ποσοτική υπεροχήτο σημείο στο οποίο οι κβαντικοί υπολογιστές υπερτερούν των υπερσύγχρονων κανονικών (ή κλασσικών) υπολογιστών.

Τι ακριβώς Αυτός είναι Κβαντικός υπολογιστής;

Οι κβαντικοί υπολογιστές λειτουργούν με κβαντικά bit. Τα κβαντικά bit είναι παρόμοια με τα κανονικά bit στους υπολογιστές, αλλά η τιμή τους μπορεί να είναι 0 και 1 ταυτόχρονα. Χάρη σε αυτήν την κβαντική ιδιότητα, οι υπολογιστές μπορούν να σκεφτούν περισσότερες λύσεις σε ένα πρόβλημα πιο γρήγορα από έναν κλασικό υπολογιστή. Τελικά, οι κβαντικοί υπολογιστές θα πρέπει να είναι σε θέση να λύνουν προβλήματα που δεν μπορούν οι κλασικοί υπολογιστές.

Αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές δεν μοιάζουν με τους κανονικούς υπολογιστές. Αυτό συμβαίνει επειδή τα qubit τους είναι συχνά υπερψυκτικά άτομα, διατεταγμένα σε μια διάταξη. Όταν ψύχονται σε αυτή τη θερμοκρασία, τα άτομα εισέρχονται σε μια κβαντική κατάσταση. Τη στιγμή που η τιμή οποιουδήποτε qubit γίνεται σίγουρη, η κβαντική κατάσταση χάνει τη συνοχή της και η κβαντική διαδικασία καταρρέει. Για το λόγο αυτό, οι κβαντικοί υπολογιστές, όπως υπάρχουν σήμερα, βρίσκονται μόνο σε ειδικά ερευνητικά και εργαστηριακά περιβάλλοντα.

Τι έκανε ο κβαντικός υπολογιστής Quantinuum;

Ο κβαντικός υπολογιστής έχει ξεπεράσει τις επιδόσεις του Σημαντικό επίτευγμα το 2019 Χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή Sycamore της Google, χρειάστηκαν περίπου 200 δευτερόλεπτα για να εκτελεστεί μια εργασία που θα χρειαζόταν περίπου 10.000 χρόνια για να ολοκληρωθεί με έναν κλασικό υπερυπολογιστή υψηλής τεχνολογίας.

Για να επιτύχει αυτό το αποτέλεσμα, η ομάδα Quantinuum αναβάθμισε τον επεξεργαστή H2-1 από σύστημα 32 qubit σε σύστημα 56 qubit, αυξάνοντας σημαντικά την υπολογιστική του ισχύ. Σύμφωνα με δήλωση της Quantinuum, ο κβαντικός υπολογιστής της έτρεχε επίσης τον αλγόριθμό του με περίπου 30.000 φορές λιγότερη ισχύ από ό,τι θα απαιτούσε ένας κλασικός υπολογιστής για να εκτελέσει τη διαδικασία.

Είναι σημαντικό ότι ο υπολογιστής Quantinuum πέτυχε ένα νέο ρεκόρ διασταυρούμενης εντροπίας, μια μέτρηση που χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της απόδοσης διαφορετικών κβαντικών υπολογιστών. Το πρότυπο μετρά την ισχύ ενός κβαντικού συστήματος. Όσο πιο θορυβώδες είναι το σύστημα, τόσο χειρότερα θα είναι τα αποτελέσματά σας (πιο κοντά στο μηδέν από 1). Η βαθμολογία της Google για το 2019 στο σημείο αναφοράς διασταυρούμενης εντροπίας ήταν ~,002. Το σκορ Η2-1 ήταν ~,35. «Σε αντίθεση με προηγούμενες ανακοινώσεις που σχετίζονται με πειράματα XEB, το 35% είναι ένα σημαντικό βήμα προς το ιδανικό όριο ακρίβειας 100%, όπου το υπολογιστικό πλεονέκτημα των κβαντικών υπολογιστών είναι ξεκάθαρα στον ορίζοντα», δήλωσε ένα μέλος της Quantinuum. εκτόξευση. η ομάδα έρευνα Αυτή τη στιγμή φιλοξενείται στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv.

Τι άλλο κάνουν οι κβαντικοί υπολογιστές;

Οι κβαντικοί υπολογιστές είναι κρεβάτια δοκιμών για το μέλλον των πληροφοριών – τον ​​τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αποθηκεύουν και μεταδίδουν δεδομένα, καθώς και υπολογίζουν νέες πληροφορίες. Πέρυσι, μια διαφορετική ομάδα ερευνητών έδειξε πώς οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούσαν να εκτελούν υπολογισμούς με τρόπο που μοιάζει πολύ με το ταξίδι στο χρόνο.

Εκείνη την εποχή, ο David Arvidsson-Shukur, κβαντικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, είπε στο Gizmodo: «Το πείραμα που περιγράφουμε φαίνεται αδύνατο να λυθεί χρησιμοποιώντας τυπική (όχι κβαντική) φυσική, η οποία ακολουθεί το φυσικό βέλος του Ο χρόνος, λοιπόν, μοιάζει με «Εάν η κβαντική εμπλοκή μπορούσε να δημιουργήσει καταστάσεις που στην πραγματικότητα μοιάζουν με ταξίδι στο χρόνο».

Το προηγούμενο έτος, μια άλλη ομάδα ισχυρίστηκε ότι δημιούργησε μια κβαντική σκουληκότρυπα – μια πύλη μέσω της οποίας οι κβαντικές πληροφορίες μπορούν να ταξιδέψουν ακαριαία.

Το Quantinuum έτρεχε επίσης το κύκλωμα ειδήσεων (άθελά του). Το 2022, μια ομάδα που χρησιμοποιούσε έναν υπολογιστή Quantinuum μπόρεσε να δημιουργήσει μια νέα φάση ύλης ανατινάζοντας κβαντικά bits με λέιζερ για να διαβάσει την ακολουθία Fibonacci.

Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορεί μερικές φορές να φαίνονται σαν επιστημονική φαντασία, γιατί φαίνεται τόσο παράξενο όταν εκμεταλλευόμαστε έναν κόσμο έξω από την κλασική φυσική για να εκτελέσουμε πολύπλοκους υπολογισμούς. Αλλά τα συστήματα βελτιώνονται συνεχώς και οι εφαρμογές τους ποικίλλουν (αν και μερικά είναι κοντά στα όνειρα). Προς το παρόν, περιορίζεται σε ρυθμίσεις έρευνας, αλλά οι κβαντικοί υπολογιστές δημιουργούν σιγά-σιγά τον κόσμο του αύριο σήμερα.