ВизиЯ Наука и технологии Квантовый компьютер: описание, особенности - технологии

Квантовое превосходство Китая

Всегда круто в чём-то превосходить других. И не так уж важно чем ты лучше. Может ты пропустил больше всех в семестре лекций по философии, у тебя самый большой размер ноги во дворе или ты счастливый обладатель самой большой коллекции скрепышей в классе. Главное, что твое превосходство над собратьями по разуму тотально и всеобъемлюще.

Вот и в мире квантовых компьютеров есть фишка, которая называется квантовое превосходство. Это значит, что квантовый компьютер может совершать вычисления, которые недоступны обычным компьютерам в разумных пределах времени.

В Китае создали самый мощный в мире квантовый компьютер

Фотонный квантовый компьютер из Китая выполнил расчёт, который невозможен для обычного компьютера, то есть перешёл в режим квантового превосходство. До этого такое случалось только раз в 2019 году на квантовом компьютере Google. Принципиальная разница между этими квантовыми компьютерами в том, что компьютер Google создан на основе сверхпроводящих материалов, а китайский работает на фотонах.

В чём же суть квантового превосходства? Новый квантовый компьютер Цзючжан может за 200 секунд выполнить такие вычисления, которые на самом мощном классическом или неквантовом компьютере заняли бы более полумиллиарда лет!

Как же работает такая удивительная пепяка? Если квантовый компьютер Sycamore от Google основан на крошечных квантовых битах из сверхпроводящих материалов, которые проводят энергию без сопротивления, то Цзючжан состоит из сложного набора оптических устройств, перемещающих фотоны. Эти устройства включают источники света, сотни светоделителей, десятки зеркал и сто детекторов фотонов.

Сначала фотоны отправляются в сеть каналов. Там каждый фотон встречает серию светоделителей, каждый из которых направляет фотон по двум путям одновременно, в так называемую квантовую суперпозицию. Затем их пути сливаются вместе. Такая череда разделений и слияний заставляет фотоны интерферировать друг с другом по квантовым правилам.

Наконец, в конце измеряется количество фотонов в каждом из выходных каналов сети. При многократном повторении этот процесс даёт распределение чисел в зависимости от того, сколько фотонов было зарегистрировано на каждом выходе. Схематично этот процесс показан на картинке.

Если работать с большим количеством фотонов и множеством каналов, квантовый компьютер будет получать распределение чисел, которое слишком сложно для вычисления классическим компьютером. В новом эксперименте до 76 фотонов прошли через сеть из 100 каналов.

Однако, одним из ограничений Цзючжан является то, что он может выполнять только один тип задачи, а именно, выборку бозонов. В отличие от этого квантовый компьютер Google может быть запрограммирован на выполнение множества алгоритмов.

Так что помни, неравенство, доминирование и превосходство завладело умами не только людей, но теперь и машин. И казалось бы, кучка светодиодов, зеркал и детекторов – а туда же. Перешёл в фазу квантового превосходства над нашими любимыми Маками, Асерами и прочими неквантовыми старичками.