НЕПРЕМЕННОЕ УСЛОВИЕ ТЕХНОЛОГИЙ 5G: КВАНТ
Новостной центр 5gvirusnews, Нур-Султан / Нурфер ТЕРДЖАН / 20 декабря 2020 г.
Китайский прототип квантового компьютера лидирует в мире по вычислительным возможностям.
Исследовательская группа под руководством профессоров Научно-технического университета Китая Пань Цзяньвэя и Лу Чаояна недавно создала прототип квантового компьютера под названием «Цзючжан» и сообщила, что с его помощью было зарегистрировано до 76 фотонов.
Успех был достигнут совместными усилиями исследовательской группы, Шанхайского института микросистем и информационных технологий и Национального исследовательского центра параллельной компьютерной инженерии и технологий.
«Цзючжан» способен обработать 50 миллионов выборок за 200 секунд с помощью гауссова бозонного сэмплинга (GBS) — классического алгоритма симуляции — по сравнению с 600 миллионами лет для самого мощного суперкомпьютера в мире. Этот прорыв показывает, что Китай впервые достиг квантового вычислительного преимущества, или «квантового превосходства», что делает его второй страной в мире, добившейся такого успеха.
Исследовательская группа «Цзючжана» опубликовала своё достижение 4 декабря в журнале Science — одном из лучших академических журналов мира.
«Квантовое превосходство» возникает тогда, когда новый прототип квантового компьютера при выполнении определённой задачи превосходит по вычислительной мощности самые мощные классические компьютеры. Результат также доказывает, что новый прототип квантового компьютера, вероятно, будет превосходить традиционные компьютеры и в будущем обеспечит дальнейший прогресс во многих других областях.
Петер Цоллер, член Национальной академии наук США и одновременно лауреат премии Вольфа по физике, отметил, что одна из важнейших проблем на переднем крае квантовой науки — использование квантовых устройств для решения сложных задач и демонстрации квантовых преимуществ. Разумеется, он напомнил здесь о медали Дирака.
Цоллер считает, что группа Паня вывела на новый уровень исследования размера квантовых систем, их масштабируемости и перспектив практического применения. Пань, сказав: «В эпоху больших данных объём создаваемых в мире данных растёт экспоненциально и удваивается каждые два года», добавил, что такое огромное количество данных ничего не будет значить, пока из них не извлечена информация. Отметив, что в настоящее время развитие компьютеров сдерживается традиционной моделью развития, а суперкомпьютеры, как правило, потребляют большое количество энергии, Пань указал, что «Цзючжан» был задуман для того, чтобы повышать вычислительные возможности, не потребляя больше энергии.
Исследование и разработка квантовых компьютеров стали одним из крупнейших вызовов на переднем крае мировой науки и техники и центром приложения глобальных усилий.
В 2019 году Google создала 53-кубитный квантовый компьютер, известный как Sycamore, который при обработке математического алгоритма оказался намного быстрее самого мощного на тот момент суперкомпьютера в мире. Этот компьютер стал первым в мире, достигшим «квантового превосходства».
Лу отметил, что новый квантовый компьютер, разработанный китайской исследовательской группой, превосходит Sycamore в трёх отношениях — включая скорость вычислений, приспособленность к условиям среды и вычислительную мощность в задачах, связанных с более крупными выборками.
«Цзючжан» превосходит суперкомпьютеры как при малом, так и при большом количестве выборок, тогда как Sycamore мог опередить суперкомпьютеры только при малом количестве выборок. Квантовый компьютер Google словно может обойти суперкомпьютеры в спринте, но не в марафоне; Лу сказал, что «Цзючжан» успешен и в спринтах, и в забегах на длинные дистанции.
Алгоритм GBS на основе «Цзючжана» обладает потенциалом применения в таких областях, как теория графов, машинное обучение и квантовая химия, которые считаются направлениями сосредоточения исследований в будущем.
По словам группы Паня, несмотря на большую вычислительную мощность, «Цзючжан» сейчас лишь «чемпион в одной-единственной области».
«Мы надеемся усилиями ближайших 15–20 лет разработать квантовый компьютер общего назначения, чтобы решать более практические задачи, такие как криптоанализ, прогноз погоды и разработка лекарств», — добавил Пань.
Один из рецензентов Science отметил, что «Цзючжан» представляет собой и крупный прорыв, и самый передовой эксперимент. Эксперименты по квантовым преимуществам не дадут результатов легко. Подчёркнуто соперничество между более быстрыми классическими алгоритмами и постоянно совершенствующимся аппаратным обеспечением квантовых вычислений. Но в конечном счёте квантовый параллелизм создаст вычислительную мощность, с которой классические компьютеры не смогут сравниться. Группа Паня надеется, что её успех вдохновит на новые усилия в области симуляции классическими алгоритмами.
Ключевые слова: Квант Технологии Премия Вольфа по физике
Перевод с турецкого оригинала.