Китайский прорыв в фотонных квантовых вычислениях: 200 секунд вместо 2.5 миллиарда лет
Исследовательские группы под руководством Цзянь-Вэй Пэна в лабораториях Китайского научно-технологического университета в Хэфэе и Шанхае сконструировали и запрограммировали фотонный компьютер Jiŭzhāng. Вместо частиц, Jiuzhang манипулирует фотонами — в отличие от квантовых компьютеров Google или IBM, сделанных из сверхпроводящих цепей, которые находятся при сверхнизких температурах. Jiuzhang более приспособлен к окружающей среде, поскольку почти все его части, кроме секции обнаружения, могут работать при комнатной температуре. Это первый раз, когда квантовое преимущество было продемонстрировано с помощью света или фотоники.
Jiuzhang превосходит Google Sycamore по трем параметрам: скорость вычислений, экологическая пригодность и вычислительная мощность при решении проблем с большими задачами. Он в 100 триллионов раз быстрее, чем самый мощный суперкомпьютер современности, и в 10 миллиардов раз быстрее, чем Sycamore от Google. Jiuzhang потребовалось около 200 секунд, чтобы произвести вычисления, тогда как самому быстрому суперкомпьютеру в мире потребовалось бы для этого около 2.5 миллиарда лет. Это яркий пример квантового превосходства, когда сложная задача решается быстрее в триллионы раз.
В отличие от Google Sycamore, фотонная схема китайской команды не является программируемой, поэтому её пока нельзя использовать для решения практических задач. Устройство было построено специально для решаемой квантовой задачи — выборки гауссовых бозонов, которая заключается в моделировании и прогнозировании неустойчивого поведения фотонов. Если команде удастся создать достаточно эффективный программируемый чип, можно будет решить много важных вычислительных проблем. Среди которых — предсказание того, как белки стыкуются друг с другом или как молекулы вибрируют. Его суперкомпьютерные возможности имеют потенциал применения в таких областях, как теория графов, машинное обучение и квантовая химия.
Источник: Наука и техника
Дата публикации: 06.12.2020