Kvantový počítač vyřešil, co by nejrychlejšímu superpočítači trvalo 600 milionů let

Doporučujeme

Webbův dalekohled objevil velké množství plynů bohatých na uhlík, které slouží jako ingredience pro budoucí planety

21. 11. 2024

Editování genů CRISPR/Cas9 vedlo k zefektivnění fotosyntézy

20. 11. 2024

Týden na ITBiz: Pomocí DNA vyrobili diamantové fotonické krystaly

19. 11. 2024

Náhodné (gaussovské) vzorkování bosonů bylo již před pár lety navrženo jako úloha, kde by se mohla projevit výpočetní nadřazenost (supremacy) kvantových počítačů. Nyní v Číně oznámili, že jejich kvantový systém Jiuzhang spočítal za 200 sekund úlohu, která by aktuálně nejrychlejšímu superpočítači (Fugaku) zabrala odhadem 600 milionů let.
Jedná se o speciální typ úlohy z kvantové fyziky, nikoliv o normální informatický/matematický problém. Prakticky to znamená, že takový kvantový počítač bude mít smysl opět zase jen pro kvantové simulace. K něčemu podobnému došlo už před více než rokem, když kvantovou nadvládu (pro jinou úlohu, ale opět z kategorie speciálních simulací) deklaroval již Google. Následoval menší spor s IBM o to, jak rychle by se příslušná úloha dala počítat „klasicky“. Nově oznámená dominance kvantového výpočtu má ale (kromě přesvědčivého rozdílu v rychlosti) přece jen svůj smysl. V Číně totiž použili fotonický kvantový počítač, zatímco Google (ale i IBM) dává zatím přednost přístupu, kdy jsou qubity reprezentovány pomocí atomů v kovových supravodičích. Fotonické kvantové počítače s qubity v podobě fotonů nevyžadují tak složité chlazení; otázkou zůstává, při jakém z obou přístupů se podaří systémy efektivně škálovat.
Viz také: Google vs. IBM: kvantová nadřazenost pod lupou

Zařízení bylo speciálně postaveno pro řešení konkrétní úlohy. Ta tentokrát spočívala v otázce, co se stane, pokud do systému rozdělovačů a zrcadel vypustíme fotony (fotony patří mezi bosony, odtud název). Když se fotony v rozdělovači potkají, různě interferují. Do hry navíc vstupuje nedeterministický charakter kvantové mechaniky (tj. něco lze vyjádřit pouze pravděpodobnostmi). S růstem velikosti vstupu (počet fotonů apod.) je pak pro klasický (super)počítač stále obtížnější dopočítat, jak budou fotony vypadat na výstupu; složitost úlohy roste exponenciálně. V tomto konkrétním případě šlo o systém s 300 rozdělovači paprsku, 75 zrcadly a 76 fotony.
Hlavním autorem článku publikovaného v Science byl Jian-Wei Pan působící na (mj.) University of Science and Technology of China v Šanghaji.

Science 03 Dec 2020:
eabe8770
DOI: 10.1126/science.abe8770
Na Science je tento článek volně přístupný.
Zdroj: ZDNet a další

Poznámka PH: Jestli by v tomto případě vůbec nebylo vhodnější mluvit o analogovém než kvantovém počítači, když fotony vlastně řeší úlohu o chování fotonů?