Sycamore kuantum bilgisayarı içeride Google'ın kuantum üstün kriyostatı.
(Resim: © Erik Lucero / Google)
Daha yeni çağa girdik kuantum üstünlüğü, yeni bir çalışma önermektedir.
İlk kez, bir kuantum bilgisayarı geleneksel bir bilgisayarın tüm pratik amaçlar için yapamayacağı bir sorunu çözdü, araştırmacılar bugün (23 Ekim) Journal Nature.
Mountain View'daki Google AI Quantum ve Santa Barbara, California Üniversitesi'nden fizik alanında lisansüstü öğrenci araştırmacısı Brooks Foxen, "Klasik bir süper bilgisayarda 10.000 yıl süren bir hesaplama kuantum bilgisayarımızda 200 saniye sürdü." bir açıklamada söyledi.
Foxen, "Şu anda 10.000 yıl olarak tahmin edilen klasik simülasyon süresinin, geliştirilmiş klasik donanım ve algoritmalarla azaltılması muhtemeldir, ancak şu anda 1,5 trilyon kat daha hızlı olduğumuzdan, bu başarı için rahat bir hak iddia ediyoruz."
Kuantum bilgisayarlar, makro dünyamızı yönetenlerden çok farklı kurallara göre davranan atomaltı parçacıklar kullanarak bilgi depolar. Örneğin, kuantum parçacıkları aynı anda iki farklı durumun bir "üst üste binmesinde" bulunabilir ve parçacıklar ışık yıllarıyla ayrılabilir, ancak yine de "dolaşık, "birbirlerinin özelliklerini etkiler.
Bu tuhaflık, inanılmaz potansiyel gücünün anahtarıdır. kuantum hesaplama. Süperpozisyon olgusu nedeniyle, kuantum bilgisayarlar birim hacmi başına 0s ve 1s kullanarak bilgileri ikili bir şekilde kodlayan geleneksel bilgisayarlardan çok daha fazla bilgi depolayabilir ve işleyebilir. (Bu arada, bir kuantum hesaplama sistemindeki temel bilgi birimi, "kuantum biti" nin kısaltması olan bir kübit olarak bilinir.)
Yeni çalışma bize bu gücün tadını veriyor. Google AI Quantum'dan Frank Arute liderliğindeki araştırma ekibi, Sycamore adlı 53 fonksiyonel kubite (artı düzgün çalışmayan bir bilgisayara) sahip bir kuantum bilgisayarı kullandı.
Bilim adamları bu 53 kübiti karmaşık bir süperpozisyon haline getirdiler, daha sonra Sycamore rastgele sayı üretimine benzer bir görev yaptılar. Sonuçlar daha sonra Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı'ndaki Summit süper bilgisayarında gerçekleştirilen simülasyonlarla karşılaştırıldı.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden fizikçi William Oliver, "Zirve şu anda saniyede yaklaşık 200 milyon milyar işlem yapabilen dünyanın önde gelen süper bilgisayarıdır." eşlik eden "Haberler ve Görüşler" parçası Doğanın aynı sayısında.
“Her biri milyarlarca transistör (elektronik anahtarlar) içeren ve 250 milyon gigabayt depolama alanına sahip yaklaşık 40.000 işlemci birimi içeriyor. Summit'in kaynaklarının yaklaşık% 99'u klasik örneklemeyi gerçekleştirmek için kullanıldı” diye ekledi Oliver. yeni çalışmada.
Foxen'in belirttiği gibi, Sycamore yaklaşık 3,5 dakika içinde bitirdi ve Zirve çalışması en güçlü geleneksel süper bilgisayarın bile yaklaşık 10.000 yıl boyunca sorunu çiğnemesi gerektiğini önerdi.
Oliver, "Dünyanın en hızlı süper bilgisayarlarında günümüzün önde gelen klasik algoritmalarına karşı kuantum üstünlüğünün bu gösterimi gerçekten dikkate değer bir başarı ve kuantum hesaplama için bir kilometre taşıdır." "Deneysel olarak kuantum bilgisayarların, klasik bilgisayarlardan temel olarak farklı bir hesaplama modelini temsil ettiğini ileri sürüyor. Ayrıca, kuantum hesaplamanın kontrol edilebilirliği ve uygulanabilirliği hakkındaki eleştirilerle (burada kullanılan en az 253 eyaleti içerir) )."
(Ancak herkes yeni makalenin gerçekten de "üstünlüğü" raporladığını kabul etmiyor. Örneğin, IBM'den araştırmacılar Sycamore tarafından gerçekleştirilen görevin klasik bir bilgisayarın erişebileceği düzeyde olduğunu iddia ediyorlar. "Aynı görevin ideal bir simülasyonunun 2.5 günde klasik bir sistemde ve çok daha aslına uygun bir şekilde gerçekleştirilecek, "üç IBM bilim adamı 21 Ekim'de bir blog yazısı yazdı." Bu aslında muhafazakar, en kötü durum tahmini ve ek iyileştirmelerle simülasyonun klasik maliyeti daha da azaltılabilir. ")
Bununla birlikte Oliver, kuantum bilgisayarların günlük yaşamımızın önemli bir parçası haline gelmeden önce hala önemli çalışmalar yapılması gerektiğini vurguladı. Örneğin, araştırmacıların yakın gelecekte sunulacak hataya eğilimli kuantum işlemcilerle çalışabilecek yeni algoritmalar geliştirmeleri gerekeceğini yazdı. Ve teknolojiyi uzun vadede ticari olarak uygulanabilir kılmak için, bilim adamları kuantum hatalarını düzeltmek için sağlam protokoller tasarlamak zorunda kalacaklar.
- Fizikçiler Kuantum Bilgisayarın İçindeki Minik Parçacıklar İçin Zamanı Tersine Çeviriyor
- Saldırılamayan Veriler: İlk olarak, Güvenli Kuantum İletişiminde Mikrosatellit ile Test Edilir
- Yeni Süper Bilgisayar Kıtaları Kapatacak, Dünyanın En Hızlısı
Editörün notu: Bu hikaye 24 Ekim'de, yeni araştırmanın kuantum üstünlüğünü gösterdiğini düşünmeyen IBM bilim adamlarının düşüncelerini içerecek şekilde güncellendi.
Mike Wall'un uzaylı yaşam arayışı hakkındaki kitabı, "Dışarıda"(Grand Central Publishing, 2018; Karl Tate), şimdi çıktı. Onu Twitter'da takip et @michaeldwall. Bizi Twitter'da takip edin @Spacedotcom veya Facebook.
