Straipsnyje pateikiami spėlionės apie kvantinio kompiuterio savybes, paskelbtas „Google“. Kompanija teigia, kad „kvantinis kompiuteris sugebėjo įvykdyti tai, ko šiuolaikiniai kompiuteriai būtų užtrukę tūkstančius metų“. Žurnalas užduoda klausimą: ar „Google“komanda supranta jų sukurtą automobilį? Ir ar ji ne „optimizuos“žmogų?
Neseniai paskelbtame „Google Quantum Computing Lab“straipsnyje skelbiama, kad bendrovė pasiekė kvantinę viršenybę. Tai tik kalbėjimas, bet ką visa tai reiškia?
- „Salik.biz“
2012 m. Aš sukūriau terminą „kvantinis pranašumas“tam, kad kvantiniai kompiuteriai galėtų daryti tai, ko klasikiniai kompiuteriai negali - ir nepriklausomai nuo užduočių naudingumo. Su šia nauja kadencija norėjau pabrėžti, koks istoriškai svarbus laikas mes gyvename. Garbė gyventi informacinių technologijų plėtros, paremtos kvantinės fizikos principais, laikais.
Sąvoka „kvantinis pranašumas“- ir iš tikrųjų pats reiškinys - sukėlė daug ginčų. Ir dėl dviejų priežasčių vienu metu. Pirma, žodis „pranašumas“politiniu požiūriu skamba blogai - jis sukelia šlykščias asociacijas su „baltuoju pranašumu“. Antra, šis terminas tik dar labiau sustiprina bendrą kvantinių technologijų hipą, ir jo jau yra per daug. Aš vis dar numatiau antrą, bet visiškai praleidau pirmąjį. Kad ir kaip būtų, terminas įstrigo, o dabar „Google“kvantų komanda jį entuziastingai priėmė.
Galvoje perėjau dar keletą variantų, bet visus juos atmečiau, nusprendęs, kad „kvantinis pranašumas“geriausiai atspindi situaciją. Aš taip pat galvojau apie „kvantinį pranašumą“- ir šis terminas taip pat pradėtas vartoti. Bet mano skoniui „pranašumas“vis tiek skamba tiksliau ir įtikinamiau. Varžybose jie kalba apie pranašumą net tada, kai vieną arklį lenkia kitas mažiau nei kūnas. Kvantinio kompiuterio greitis atliekant tam tikras užduotis yra kelis kartus didesnis nei klasikinio. Teoriškai vistiek.
Neseniai pateiktas „Google“straipsnis tai aiškiai iliustruoja. Naudodamiesi prietaisu, turinčiu 53 kvitus (klasikinio kompiuterio bitų kvantinius analogus), jie sugebėjo per keletą minučių atlikti kvantinius skaičiavimus, kurie galingiausiems šių dienų superkompiuteriams užtruktų tūkstančius metų. Jei tai tiesa, tada tai yra puikus eksperimentinės fizikos laimėjimas ir precedento neturinčio kvantinės aparatūros tobulėjimo įrodymas. Nuoširdžiai sveikinu visus eksperimento dalyvius.
Vis dėlto čia yra laimikis. „Google“komanda pripažįsta, kad problema, kurią jų mašina išsprendė stulbinančiu greičiu, buvo kruopščiai pasirinkta siekiant parodyti kvantinio kompiuterio pranašumą. Jį išspręsti nėra jokios prasmės. Trumpai tariant, kvantinis kompiuteris vykdė atsitiktinai pasirinktą komandų seką, po kurios buvo išmatuotos visos kvotos, išvestyje gaunančios bitų eilutę. Tai labai mažos struktūros kvantinis skaičiavimas. Taip, klasikiniam kompiuteriui tokia užduotis yra nepaprastai sunki, tačiau atsakymas taip pat nėra labai prasmingas.
Ir vis dėlto rezultatas yra puikus. Patikrinusi, ar jų kvantinio kompiuterio išėjimas sutampa su klasikinio superkompiuterio išvestimi (gerai, jei operacija, žinoma, neužtrunka tūkstančius metų), komanda patvirtino, kad supranta jų įrenginį ir kad jis veikia taip, kaip tikėtasi. Dabar, kai išsiaiškinome, kad aparatūra veikia, joje galima įkelti daugiau naudingų užduočių.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kodėl svarbu patikrinti įrangos veikimą? Nes labai sunku tiksliai valdyti kvantinį kompiuterį. Tam tikra prasme paprastas kvantinės sistemos vertinimas neišvengiamai ją pažeidžia - veikia garsusis Heisenbergo neapibrėžtumo principas. Todėl, jei norime tokią sistemą naudoti informacijos saugojimui ir patikimam apdorojimui, turime ją laikyti idealiai idealiai atskirtą nuo išorinio pasaulio. Tuo pačiu metu mums reikia kvotų, kad galėtume sąveikauti tarpusavyje - norime apdoroti duomenis. Be to, mes turime valdyti sistemą iš išorės ir galiausiai išmatuoti qubites, kad sužinotume mūsų skaičiavimų rezultatą. Nepaprastai sunku sukurti kvantinę sistemą, kuri atitiktų visus šiuos kriterijus. Norint pasiekti dabartinius rezultatus reikėjo daugelio metų pažangos medžiagų srityje,gamyba, plėtra ir kontrolė.
„Google“laimėjimas yra taikomųjų kvantinių kompiuterių tobulinimo etapas. Maniau, kad artėjančiai erai reikia atskiro pavadinimo - ir sugalvojau „triukšmingą tarpinio lygio kvantą“arba NISQ. Rimas su rizika. „Tarpinis lygis“yra maždaug toks kvantinių kompiuterių dydis, kurie tampa pigesni. Tokiu greičiu jie greitai galės atlikti užduotis, kurios yra per sunkios šių dienų superkompiuteriams. „Triukšmingas“pabrėžia netobulą valdymą ir dėl to atsirandančias gedimus bei klaidas, kurios kaupiasi laikui bėgant. Kol kas negalime atlikti ilgo skaičiavimo - teisingas atsakymas mums greičiausiai neišryškės.
„Google“komanda įrodė, kad įmanoma pastatyti pakankamai didelį ir tikslų kvantinį aparatą, kad būtų galima išspręsti anksčiau neįmanomas užduotis. Panagrinėkime tai naujos eros - triukšmingų vidutinio lygio kvantų ar NISQ - pradžia.
Kas bus toliau? Be abejo, „Google“ir kiti aparatūros gamintojai tikisi rasti savo kvantinių prietaisų praktinį panaudojimą. Galingesnis kvantinis kompiuteris padės mokslininkams kurti naujas medžiagas ir cheminius junginius ar patobulinti mašininio mokymosi priemones, tačiau triukšmingas kvantinis kompiuteris su keliais šimtais kvbitų duos mažai naudos. Tačiau mes turime keletą praktinių idėjų NISQ kompiuteriams, kuriuos ketiname išbandyti. Tai atlikdami pasieksime geresnių optimizavimo metodų ir tikslesnių fizikos modeliavimų - nors, tiesą sakant, mes nesame tikri dėl sėkmės. Bet vis tiek bus įdomu pažaisti su NISQ technologijomis ir pamatyti, ką ji gali padaryti. Aš skaičiuojukad kvantiniai kompiuteriai anksčiau ar vėliau pakeis mūsų visuomenę - net jei tai bus ateities klausimas.
2012 m. Straipsnyje, kuriame sukūriau terminą „kvantinė viršenybė“, samprotavau: „Kaip yra valdyti didelio masto kvantines sistemas? Tiesiog „labai sunku“ar „juokingai sunku“? Jei buvęs, tada po poros dešimtmečių sunkaus darbo mums gali pasisekti. Jei pastarasis, tai užtruks kelis šimtmečius, ir net tada nėra faktas, kad jis veiks “. Naujausi „Google“komandos pasiekimai verčia manyti, kad turime spręsti pirmąjį atvejį - tiesiog „labai sunku“. Jei taip, ateinančiais dešimtmečiais atsiras daugybė kvantinių technologijų.
Jamesas O'Brienas