הקריאוסטט העליון של הקוונטים של גוגל, עם מחשב הקוונטים Sycamore בפנים.
(תמונה: © אריק לוצרו / גוגל)
הרגע נכנסנו לגיל עליונות קוונטיתכך עולה ממחקר חדש.
החוקרים דיווחו היום (23 באוקטובר) לראשונה, כי מחשב קוונטי פתר בעיה שממחשב מסורתי, לכל צרכים פרקטיים, אינו יכול. כתב העת טבע.
"חישוב שארך 10,000 שנים במחשב-על קלאסי ארך 200 שניות במחשב הקוונטי שלנו", מחקר הסופר-שותף ברוקס פוקסן, חוקר סטודנטים לתארים מתקדמים בפיזיקה ב- Google AI Quantum ב- Mountain View ובאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, אמר בהצהרה.
"סביר להניח שזמן הסימולציה הקלאסי, שנאמד כיום על 10,000 שנה, יופחת על ידי שיפור חומרה ואלגוריתמים קלאסיים, אך מכיוון שאנחנו כרגע פי 1.5 טריליון מהיר יותר, אנו מרגישים בנוח להגיש טענה להישג זה", הוסיף פוקסן.
מחשבים קוונטיים מאחסנים מידע באמצעות חלקיקים תת-אטומיים, אשר מתנהגים על פי כללים שונים מאוד מאלו השולטים בעולם המקרו שלנו. לדוגמה, חלקיקים קוונטיים יכולים להתקיים ב"סופרפוזיציה "של שני מצבים שונים בו זמנית, וחלקיקים יכולים להיות מופרדים על ידי שנות אור ועם זאת עדיין להיות"הסתבכות, "המשפיעים על המאפיינים של זה.
מוזרות זו היא המפתח לכוח הפוטנציאלי המדהים של מחשוב קוונטי. בגלל תופעת הסופרפוזיציה, מחשבים קוונטיים יכולים לאחסן ולתפעל הרבה יותר מידע לנפח יחידה מאשר מחשבים מסורתיים, המקודדים מידע באופן בינארי באמצעות 0s ו- 1s. (יחידת המידע הבסיסית במערכת מחשוב קוונטית, אגב, ידועה כקוביט, שזה קיצור של "ביט קוונטי.")
המחקר החדש נותן לנו טעימה מכוח זה. צוות המחקר, בראשותו של פרנק ארוטה מ- Google AI Quantum, השתמש במחשב קוונטי בשם Sycamore, שהציג 53 קווביטים פונקציונליים (פלוס אחד שלא פעל כראוי).
המדענים סיבכו את אותם 53 קוביטיטים למצב סופרפוזיציה מורכב, ואז קיבלו שקמה לבצע משימה הדומה לדור של מספרים אקראיים. לאחר מכן הושוו התוצאות עם הדמיות שנעשו במחשב העל של הפסגה במעבדה הלאומית של אוק רידג 'בטנסי.
"הפסגה היא כיום מחשב העל המוביל בעולם, המסוגל לבצע כ -200 מיליון מיליארד פעולות בשנייה", כתב וויליאם אוליבר, פיזיקאי במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס. ליווי "חדשות ותצוגות" באותה גליון של הטבע.
אוליבר, שלא היה מעורב בערך 40,000 יחידות מעבד, שכל אחת מהן מכילה מיליארדי טרנזיסטורים (מתגים אלקטרוניים), ויש בה 250 מיליון ג'יגה-בייט אחסון. כ 99% ממשאביה של הפסגה שימשו לביצוע הדגימה הקלאסית. במחקר החדש.
כפי שפוקסן ציין, השקמה סיימה תוך כ -3.5 דקות, ועבודת הפסגה העלתה כי אפילו מחשב העל המסורתי החזק ביותר יצטרך ללעוס את הבעיה במשך כ -10,000 שנה.
"הדגמה זו של עליונות קוונטית על פני האלגוריתמים הקלאסיים המובילים כיום על מחשבי העל המהירים בעולם היא באמת הישג מדהים ואבן דרך למחשוב קוונטי," הוסיף אוליבר. "זה מעלה באופן ניסיוני שמחשבים קוונטיים מייצגים מודל של מחשוב השונה באופן מהותי מזה של מחשבים קלאסיים. הוא גם נלחם עוד יותר בביקורות על יכולת השליטה והכדאיות של חישוב קוונטי במרחב חישובי גדול במיוחד (המכיל לפחות את 253 המדינות המשמשות כאן ). "
(לא כולם מסכימים כי העיתון החדש אכן מדווח על "עליונות". עם זאת, לדוגמה, חוקרים מיבמ טוענים כי המשימה שמבצעת Sycamore נמצאת בהישג יד של מחשב קלאסי. "אנו טוענים כי הדמיה אידיאלית של אותה משימה יכולה להיות יבוצעו במערכת קלאסית תוך 2.5 יום ובאמינות רבה בהרבה ", כתבו שלושה מדעני IBM ב- פוסט בבלוג ב -21 באוקטובר." מדובר למעשה בהערכה שמרנית, במקרה הגרוע ביותר, ואנו מצפים כי עם חידודים נוספים, ניתן להפחית עוד יותר את העלות הקלאסית של ההדמיה. ")
אולם אוליבר הדגיש כי עדיין יש לעשות עבודה רבה לפני שמחשבי קוונטים יכולים להפוך לחלק חשוב מחיי היומיום שלנו. לדוגמה, הוא כתב, החוקרים יצטרכו לפתח אלגוריתמים חדשים שיכולים לעבוד עם מעבדי הקוונטים המועדים לטעויות שיהיו זמינים בעתיד הקרוב. וכדי להפוך את הטכנולוגיה למימוש מסחרי לאורך זמן, המדענים יצטרכו לתכנן פרוטוקולים חזקים לתיקון שגיאות קוונטיות.
- פיזיקאים הפוך זמן לחלקיקים זעירים בתוך מחשב קוונטי
- נתונים בלתי ניתנים לפריצה: ראשית, תקשורת קוונטית מאובטחת נבדקת באמצעות מיקרוסליטליט
- מחשב-העל החדש יצליח להתמודד עם יבשות, מתגבר על המהירות בעולם
הערת העורך: סיפור זה עודכן ב24- באוקטובר, וכלל מחשבות של מדעני IBM שלא חושבים שהמחקר החדש מדגים עליונות קוונטית.
ספרו של מייק וול על החיפוש אחר חיים זרים, "שם"(הוצאת Grand Central, 2018; מאויר על ידי קארל טייט), יוצא עכשיו. עקוב אחריו בטוויטר @ michaeldwall. עקבו אחרינו בטוויטר @ Spacedotcom או פייסבוק.
