Новости Hardware

Китайский квантовый компьютер смог в миллиарды раз превзойти классическую систему в одной научной задаче

Физики из шанхайского Китайского университета науки и технологий (USTC) на собственном квантовом компьютере Jzhāng реализовали опыт по отбору проб гауссовских бозонов. Квантовая система Jzhāng за 200 секунд отобрала 76 фотонов, тогда как классическому суперкомпьютеру на это потребовалось бы 2,5 млрд лет.

Поставленный в китайском университете эксперимент — это даже не проба пера. Учёные всё ещё находятся в сомнениях по поводу выбора физических принципов, на которых можно строить квантовые вычислители, и даже не уверены в выборе круга задач, с которыми квантовые системы будут справляться лучше, чем классические. Поэтому полученный опыт, пусть даже он не повлечёт за собой никаких практических результатов в ближайшем будущем, не менее важен, чем очевидный прорыв.

В своё время физики-теоретики много надежд связывали с оптическими (фотонными) квантовыми вычислителями. Это было связано с тем, что фотоны обещали стать кубитами при комнатной температуре, что резко упрощало бы сборку и эксплуатацию квантовых систем. На практике для создания многокубитовой оптической квантовой системы потребовались бы миллионы лазеров и сотни миллионов зеркал, призм и много чего другого, что заставляло забыть о пресловутом квантовом превосходстве оптических квантовых вычислителей над классическими.

Поставленный китайцами опыт как раз показал, что даже с ограниченным набором компонентов оптическая квантовая система способна превзойти классическую, а значит, перспективы на этом направлении есть, надо только работать и работать.

Задача по отбору проб гауссовских бозонов классическим компьютером решается матричным методом, что экспоненциально увеличивает время расчёта по мере увеличения числа определённых частиц. Оптический квантовый компьютер сам себе действующая модель по отбору проб гауссовских бозонов. Чтобы вычислить результат, надо просто поставить эксперимент. И если на каждый цикл отбора на квантовой системе уходит до 200 секунд, то суперкомпьютер должен потратить на это несопоставимо больше времени.

Впрочем, китайская установка, представленная физиками, тоже не простая. Излучение лазера расщепляется на 25 лучей и поражает 25 кристаллов титанилфосфата калия. После попадания в каждый кристалл из него в противоположных направлениях вылетает два фотона. Фотоны попадают в 100 входов, каждый из которых ведёт по маршруту из 300 призм и 75 зеркал. Выходов у системы тоже 100 с датчиками на конце, которые и регистрируют дошедшие до финиша частицы. В среднем за 200-секундные циклы группа USTC обнаружила около 43 фотонов за запуск. Но за один раз они наблюдали 76 фотонов — этого более чем достаточно, чтобы оправдать заявку на квантовое превосходство.

Классический компьютер при удачных обстоятельствах способен вычислить 50 фотонов за двое суток расчётов, а на отбор 76 фотонов может понадобиться 2,5 млрд лет, как говорит экстраполяция.

Помимо доказательства принципиальной возможности добиться квантового превосходства на оптическом квантовом вычислителе, полученный результат теоретически можно будет применить для решения практических задач в недалёком будущем. Например, для решения специализированных задач в квантовой химии и математике. В более широком смысле возможность управлять фотонами как кубитами является предпосылкой для создания в будущем крупномасштабного квантового Интернета или его ключевых элементов. Иными словами, в данном случае уместен тезис «дорогу осилит идущий».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Нил Дракманн хотел бы поработать над играми во вселенных Marvel, Half-Life, Hotline Miami и фильмов Ghibli 51 мин.
Минцифры запросило 19,4 млрд на развитие российской ОС «Аврора» 2 ч.
Энтузиасты смогли запустить Windows 10X на Surface Go, Lumia 950 XL и Mac с чипом Apple M1 2 ч.
Пользователи обанкротившейся в 2014 году криптобиржи Mt. Gox получили возможность вернуть часть утраченных биткоинов 2 ч.
Видео: энтузиаст воссоздаёт в Minecraft точную копию Хогвартса из «Гарри Поттера» 2 ч.
Утечка: Switch-версия Apex Legends выйдет одновременно с началом восьмого сезона 2 ч.
Company of Heroes 2 получила 64-битное обновление с исправлениями и улучшением производительности 2 ч.
Capcom пообещала, что технические проблемы демо Monster Hunter Rise не перекочуют в полную версию 3 ч.
Работа в IT с зарплатой 150 000 рублей: что представляет из себя профессия системного аналитика и как им стать 4 ч.
Акулий ролевой экшен Maneater получит дополнение — подробности уже скоро 4 ч.
Грузовики крупнейшего американского производителя PacCar получат технологии автономного вождения стартапа Aurora 8 мин.
Acer представила ноутбуки Chromebook 511 и Chromebook 311 — чипы ARM, прочный корпус и до 20 часов автономной работы 35 мин.
Xiaomi представит в серии Redmi K40 доступный флагман на новом процессоре Snapdragon 870 45 мин.
Скоро стартуют испытания аккумуляторов для электромобилей со сверхбыстрой зарядкой — за 5 минут почти до 100 % 2 ч.
Acer представила прочные ноутбуки Chromebook Spin 511 и 512 на платформе Intel Jasper Lake 2 ч.
Мощный и «зелёный»: HPE выбрала шведский ЦОД DigiPlex для размещения HPC-решений 2 ч.
Представлен корпус SilverStone Fara H1M Pro для компактных ПК с хорошей вентиляцией 2 ч.
В России разработали охладитель для повышения «остроты зрения» спутников 2 ч.
Представлен вогнутый 31,5-дюймовый монитор AOC AG323QCX2 с разрешением 1440р, HDR10 и AMD FreeSync 2 ч.
Одним из своих последних распоряжений Трамп нанёс удар по бизнесу дронов в США 3 ч.