Sciencemag.cz
Doporučujeme
Vzorkování bosonů (boson sampling) je příkladem kvantového algoritmu, který má být efektivnější než příslušné postupy na běžných počítačích.
Dominance kvantových počítačů právě zde měla být už na dohled. Příslušné meotdy navrhli jako první vědci z Quantum Engineering and Technology Labs v Bristolu.
Anthony Laing, Chris Sparrow a Alex Neville (opět) z University of Bristol ale nyní v Nature Physics optimismus mírní. Až dosud se podařilo do vzorkování bosonů zapojit 5 fotonů; předpokládalo se, že už 20-30 fotonů by při použití kvantového algoritmu překonalo klasické algoritmy na dnešních superpočítačích. Taková hranice se nezdála nijak vzdálená, naopak klasické počítače měl kolem 30 fotonů zahubit růst složitosti při výpočtech náhodných matic. Teď to ale vypadá, že všechno je jinak.
Vědci dokázali příslušný kvantový algoritmus pro 20 fotonů simulovat na běžném notebooku, s pomocí univerzitních serverů pak vše běželo až pro 30 fotonů. Jak se zdá, superpočítače by zvládly simulovat vzorkování bosonů až pomocí 50 fotonů. To samozřejmě neznamená, že se nepodaří do funkčního systému kvantového počítání zapojit více než 50 fotonů a překonat i tuto laťku, ale bude to těžší.
Kvantové počítače mohou samozřejmě začít brzy dominovat u jiného problému (s jiným kvantovým algoritmem), ale u vzorkování bosonů to vypadalo nejnadějněji.
Jinak samotné vzorkování bosonů se vztahuje k problému matematiky ještě z 19. století, kdy se k výpočtům distribuce určité pravděpodobnosti používaly kuličky puštěné do systému s dírami (tj. šlo o to, kam se kuličky pravděpodobněji propadnou v závislosti na nastavení parametrů). V kvantové verzi jsou kuličky nahrazeny fotony. Nepředpokládá se, že by kvantový počítač rychlejší než klasický superpočítač měl v tomto případě nějaký bezprostřední praktický význam (kryptografie, obchodní optimalizace apod.). Problém byl navržen jako demonstrační, tak, abychom mohli říct, že kvantový počítač překonal ten klasický.
Zdroj: Phys.org, Kvantech.blogspot.cz a další
