Новий процесор продемонстрував квантову перевагу

Група дослідників з Ксанаду в Канаді та Національного інституту стандартів і технологій у США стверджує, що їх квантовий комп’ютер Borealis досяг обчислювальної переваги у вирішенні завдання вибірки бозонів. У статті, опублікованій у журналі Nature, група описує свій комп’ютер і те, наскільки добре він справився із завданням. Даніель Йост Брод із Федерального університету Флуміненсе в Бразилії опублікував статтю «Новини та думки» у тому ж номері журналу, в якій розповідається коротка історія квантових обчислень та робота, виконана командою над цим новим проектом.

У міру того, як робота над створенням дійсно придатною для використання квантової обчислювальної машини продовжується, дослідницькі групи додають більше потужності до пристроїв, над якими вони працюють, а потім піддають їх випробуванням обчислювальних переваг. Такі тести призначені для того, щоб показати, що цей пристрій здатний розв’язувати задачу, виконання якої звичайним комп’ютерам вимагало б так багато часу, що це було б недоцільно.

У цій новій роботі дослідники взялися за вибірку бозонів, використовуючи фотонну машину, яка використовує фотони для представлення кубітів. Технічно звана завданням вибірки гаусових бозонів, вона включає підготовку станів світла і направлення їх через мережу світлодільників, а потім підрахунок кількості фотонів, що досягають детектора. Найкращі сучасні комп’ютери швидко ув’язують, намагаючись вирішити це завдання, тоді як теорія припускає, що квантовий комп’ютер повинен сяяти. Попередні спроби вирішити це завдання включали використання від 76 до 113 фотонів. Машина, створена командою для цієї нової роботи, змогла отримати доступ до 219 фотонів, тоді як у середньому вона становила 125 – значний стрибок уперед.

Під час виконання завдання команда виявила, що Borealis може виконати вказану задачу за 36 мікросекунд. Дослідники підрахували, що найкращому традиційному комп’ютеру знадобилося б близько 9000 років, щоб виконати те саме завдання. Ця різниця, як стверджують дослідники, показує обчислювальну перевагу. Дослідники просунулися у своїй роботі ще на один крок уперед, перевіривши висновок, наданий Borealis, і показали, що його не можна підробити, що свідчить про те, що відповіді, які він дав, були правильними. Джерело