Chińczycy chwalą się przewagą. Mają najszybszy komputer kwantowy na świecie

W 2019 roku firma Google poinformowała, że ​​zbudowała pierwszą maszynę, która osiągnęła „supremację kwantową”, czyli przewyższającą najlepsze superkomputery na świecie w obliczeniach kwantowych.

Zespół naukowców z University of Science and Technology of China w Hefei na łamach czasopisma naukowego "Science" właśnie poinformował, że opracowany przez nich komputer kwantowy o nazwie Jiuzhang jest 10 miliardów razy szybszy niż komputer Google. Jeśli oba twierdzenia zostaną potwierdzone, Jiuzhang byłby drugim komputerem kwantowym, który osiąga supremację kwantową w dowolnym miejscu na świecie.

Chiny od dawna inwestują znaczne środki w obliczenia kwantowe, a rząd Jinpinga przekazał 10 miliardów dolarów na Krajowe Laboratorium Informatyki Kwantowej. To właśnie Chiny są liderem w dziedzinie sieci kwantowych, w których dane zakodowane za pomocą mechaniki kwantowej są przesyłane na duże odległości. Dzięki tego typu operacjom komputery kwantowe znacznie przewyższają klasyczne komputery w niektórych zadaniach.

Tam, gdzie klasyczne komputery wykonują obliczenia przy użyciu bitów, mogących mieć jeden z dwóch stanów (zazwyczaj reprezentowanych przez 1 lub 0), bity kwantowe lub kubity mogą istnieć w wielu stanach jednocześnie. To pozwala im szybciej pracować. Wyzwaniem jest jednak budowanie praktycznych urządzeń.

Chiński komputer dokonuje obliczeń (ograniczonych do konkretnych pytań dotyczących zachowania się cząstek światła) za pomocą obwodów optycznych. Z kolei urządzenie Google - Sycamore, wykorzystuje materiały nadprzewodzące na chipie i przypomina podstawową strukturę klasycznych komputerów. Żaden z nich nie byłby sam w sobie szczególnie przydatny jako komputer.

Należy również zaznaczyć, że chińskie urządzenie zostało zbudowane w celu rozwiązywania tylko jednego rodzaju problemu. Aby przetestować Jiuzhang, naukowcy przypisali mu zadanie "Gaussian bozon sampling" (GBS), w którym komputer oblicza wynik złożonego obwodu wykorzystującego światło. Wynik ten jest przedstawiony jako lista liczb.

Światło składa się z cząstek znanych jako fotony, które należą do kategorii cząstek znanych jako bozony. W tym przypadku sukces obliczeń mierzy się liczbą wykrytych fotonów. Jiuzhang, który sam jest obwodem optycznym, wykrył maksymalnie 76 fotonów w jednym teście i średnio 43 w kilku testach.

Czas obliczeń potrzebny do stworzenia listy liczb dla każdej serii eksperymentalnej wyniósł około 3,5 minuty, podczas gdy najszybszy chiński superkomputer TaihuLight potrzebowałby 2,5 miliarda lat, aby uzyskać ten sam wynik. To sugeruje, że komputer kwantowy może wykonać GBS 100 bilionów razy szybciej niż klasyczny superkomputer.

Eksperci uważają, że to wszystko nie oznacza jeszcze, że Chiny posiadają w pełni praktyczny komputer kwantowy. Chińskie urządzenie jest wyspecjalizowane i przydatne głównie jako narzędzie do wykonywania GBS. Pomimo tego to ogromny krok w rozwoju komputerów kwantowych.