19 секунд замість століття: квантовий процесор IBM кинув виклик суперкомп’ютеру
Дослідники з компанії BlueQubit разом із колегами провели експеримент на квантовому процесорі IBM. Він виконав складне обчислювальне завдання всього за 19 секунд. За оцінкою авторів роботи, одному з найпотужніших звичайних суперкомп’ютерів для аналогічного завдання могло б знадобитися близько 110 років.
Зміст
Результати дослідження опубліковані у вигляді препринту на платформі arXiv і поки що не пройшли незалежного наукового рецензування. 1 2
Що зробив квантовий процесор
Для експерименту використали Nighthawk r2 — квантовий процесор IBM зі 120 кубітами. У випробуванні були задіяні 61 із них.
Замість розв’язання звичної практичної задачі на кшталт прогнозування погоди чи пошуку нових ліків дослідники дали процесору спеціальне завдання, призначене для перевірки можливостей квантових комп’ютерів.
Якщо дуже спростити, процесор мав виконати довгу послідовність квантових операцій і багато разів зафіксувати отриманий результат. Що складнішою ставала послідовність, то важче було б відтворити те саме на звичайному комп’ютері.
У найскладнішому випробуванні квантовий процесор створив мільйон результатів за 19 секунд.
Звідки взялися 110 років
Дослідники не запускали це саме завдання на суперкомп’ютері й не чекали сто років. Час розрахували теоретично, оцінивши, скільки обчислень знадобилося б звичайному комп’ютеру для відтворення роботи квантового процесора.
Для порівняння використали можливості Frontier — одного з найпотужніших суперкомп’ютерів світу. За розрахунками авторів, йому знадобилося б приблизно 110 років, щоб виконати відповідний обсяг обчислень.
Чи означає це перемогу квантових комп’ютерів
Поки що ні. Цифра у 110 років — це оцінка, а не результат реального запуску завдання на Frontier. Вона залежить від того, яким способом звичайний комп’ютер намагатиметься імітувати квантові обчислення.
У минулому вже траплялося, що після гучних демонстрацій квантової переваги з’являлися кращі алгоритми для звичайних комп’ютерів і розрив суттєво скорочувався. Тому не виключено, що й цього разу знайдуть швидший спосіб виконати таке завдання.
Крім того, експеримент не означає, що квантовий комп’ютер тепер у мільйони разів швидший за звичайний у будь-яких задачах. Йдеться про спеціально підібране завдання, у якому квантові системи мають особливі переваги.
Водночас результат цікавий тим, що його отримали не на унікальній експериментальній установці, створеній лише для одного тесту. Дослідники працювали з квантовим процесором IBM, доступним через хмарну платформу компанії, без спеціального налаштування обладнання саме під цей експеримент.
Автори також оприлюднили дані та код, необхідні для перевірки результатів іншими дослідниками. Однак робота поки залишається препринтом і ще має пройти наукове рецензування.
Найцікавіше за тиждень
Один лист на тиждень. Без спаму.
Нові статті, добірки та корисні матеріали DAY TODAY — в одному короткому листі.
