В Китае представили супермощный квантовый компьютер

Добавление всего нескольких кубитов существенно изменило производительность.

Китайские исследователи представили сверхсовременный 66-кубитный квантовый суперкомпьютер под названием Zuchongzhi.

Результаты опубликованы на предпечатном сайте arXiv.org, коротко о них рассказывает Science Alert.

Zuchongzhi завершил назначенную задачу квантового теста примерно за 70 минут, и его создатели утверждают, что самому мощному в мире классическому (неквантовому) суперкомпьютеру на сегодняшний день потребуется около восьми лет, чтобы справиться с тем же самым набором расчетов.

Это означает, что Zuchongzhi может претендовать на квантовое превосходство — статус в квантовых вычислениях, который указывает на то, что машина может выполнять задачи, выходящие за рамки лучших классических компьютеров. Это планка, которая достигалась и раньше, но очень редко.

«Наша работа устанавливает однозначное преимущество квантовых вычислений, которое невозможно для классических вычислений за разумное время», — заявили разработчики.

Кубиты (квантовые биты) имеют фундаментальное преимущество перед классическими вычислительными битами: они не просто фиксируются как единицы или нули, но также могут эффективно функционировать в обоих состояниях одновременно, что экспоненциально увеличивает доступную вычислительную мощность.

Хотя количество кубитов — не единственный определяющий фактор мощности квантового компьютера, но он, пожалуй, самый важный. В этом конкретном исследовании Zuchongzhi использовал 56 кубитов из имеющихся 66 для решения хорошо известной, но очень сложной вычислительной задачи — дискретизации выходного распределения случайных квантовых схем.

Эта задача считается примерно в 100–1000 раз сложнее, чем та, которую ранее выполнял 54-кубитный квантовый компьютер Google Sycamore, и она показывает, какое существенное различие в производительности может давать каждый дополнительный кубит.

«Это доказательство того, что мы всегда понимали, но не доказали экспериментально: вы всегда можете превзойти классический компьютер, добавив еще несколько кубитов», — отметил британский физик Питер Найт.

Существуют разные подходы к квантовым вычислениям: Zuchongzhi использует оптические схемы и фотоны для управления и обработки своих кубитов, тогда как Sycamore основан на электронах и сверхпроводниках. Также могут быть различия в том, как рассчитываются и измеряются результаты.

Универсальность также является жизненно важным фактором — может ли квантовый компьютер выполнять несколько задач или только одну, для которой он был специально разработан (и Sycamore, и Zuchongzhi имеют здесь высокие оценки и могут выполнять несколько задач).

Даже при наличии разных прототипов квантовых компьютеров некоторые ученые до сих пор сомневаются в том, что квантовые вычисления когда-то смогут стать практической технологией. Дело в том, что квантовые компьютеры, которые существуют сегодня, остаются экспериментальными моделями — они требуют строго определенных условий для работы в очень холодной лаборатории и, как правило, в течение очень коротких периодов времени. 

Другими словами, пока не следует готовиться обзавестись квантовым компьютером на своем столе.

Фото: University of Science and Technology of China

Квантовый компьютер решил прикладную задачу быстрее классического

Как применять квантовый компьютер на практике