Wyjaśnienie: Google wita „supremację kwantową”, ale jeszcze nie wyrzucaj swojego komputera

Wyjaśnienie: Google wita „supremację kwantową”, ale jeszcze nie wyrzucaj swojego komputera


BERLIN (Reuters) – Badacze w Google (GOOGL.O) mówią, że osiągnęli „supremację kwantową”, w której komputer wykorzystujący właściwości cząstek subatomowych wykonał znacznie lepszą robotę w rozwiązaniu problemu niż najpotężniejszy superkomputer na świecie.

Biorąc pod uwagę zadanie znalezienia wzoru w pozornie losowej serii liczb, komputer kwantowy Google uzyskał odpowiedź w ciągu 3 minut i 20 sekund. Szacuje, że superkomputer Summit tutaj w Oak Ridge National Laboratory w Tennessee wykonanie zadania zajęłoby 10 000 lat.

Według Google tak ogromna wygrana spełnia przyjętą definicję supremacji. Mówiąc najprościej, wiąże się to z rozwiązaniem zadania obliczeniowego, które konwencjonalny komputer miałby trudności z ukończeniem lub nigdy.

Ale co to właściwie oznacza w kontekście badań i kiedy wpłynie na nas obliczenia kwantowe? Oto wyjaśnienie:

CO TO JEST „NAJWYŻSZA KWANTA”?

Supremacja kwantowa jest świętym graalem dla badaczy w tej dziedzinie: to wtedy w praktyce ostatecznie osiąga się wyższy potencjał obliczeń kwantowych – skutecznie zastępując istniejące formy obliczeń.

CO JEST RÓŻNE O KOMPUTERZE KWANTOWYM?

Konwencjonalne komputery używają „bitów” – lub zer i jedynek – jako podstawy swoich obliczeń. W prostych słowach oznaczają one „tak” i „nie” lub „włączone” i „wyłączone”. W połączeniu bity mogą być używane do obsługi zadań logicznych.

Obliczenia kwantowe wykorzystują właściwość cząstek subatomowych, w których mogą one jednocześnie istnieć w różnych stanach. Bit kwantowy, czyli kubit, może więc być jednocześnie równy jeden i zero. W żargonie nazywa się to superpozycją.

Co sprawia, że ​​komputery kwantowe są tak mocne?

Inną właściwością cząstek subatomowych jest to, że stają się one „splątane” – co oznacza, że ​​mogą wpływać na swoje zachowanie w zauważalny sposób.

Połączenie splątania z superpozycją prowadzi do wykładniczego wzrostu mocy obliczeniowej z każdym dodatkowym kubitem.

Procesor Sycamore zaprojektowany przez Google, jednostkę giganta technologicznego Alphabet z Doliny Krzemowej, miał 54 kubity ułożone w dwuwymiarową siatkę. W eksperymencie można było uruchomić tylko 53 – wciąż wystarczająco, aby uzyskać udany wynik.

DLACZEGO TAK DŁUGO BYŁO DOSTAĆ TUTAJ?

Fizycy mówią o obliczeniach kwantowych od ponad 30 lat, ale wyzwania związane z ich pracą są trudne.

Kubity muszą zostać schłodzone do poziomu nieco powyżej zera absolutnego, aby zredukować „hałas” – lub wibracje – co wprowadza błędy w obliczeniach wykonanych przez komputer kwantowy.

Naukowcy Google, rozwiązując problem z dużą wiernością – lub dokładnością – mogą słusznie twierdzić, że osiągnęli znaczący kamień milowy, mówią fizycy.

CZY TO OZNACZA, ŻE STARE KOMPUTERY SĄ WYKOŃCZONE?

Krytycy, w tym konkurencyjny IBM (IBM.N), powiedzmy, że Google stara się osiągnąć swoje osiągnięcie i wywołuje mylące wrażenie, że komputery kwantowe skutecznie sprawiły, że wszystkie konwencjonalne komputery stały się przestarzałe.

Dodając miejsce na dysku, superkomputer Summit – wykonany przez IBM – mógłby rozwiązać problem liczb losowych Google'a co najwyżej 2-1 / 2 dni, jak mówią, z większą dokładnością.

Sceptycy twierdzą również, że Google rozwiązał tylko bardzo wąskie zadanie, a obliczenia kwantowe są jeszcze daleko od praktycznego zastosowania. W prawdziwym świecie komputery kwantowe prawdopodobnie będą współpracować z komputerami klasycznymi, wykorzystując ich mocne strony.

WIĘC, CO DALEJ?

Naukowcy z zespołu badawczego Google AI dostrzegają potencjalne zastosowania obliczeń kwantowych w takich dziedzinach, jak uczenie maszynowe oraz materiałoznawstwo i chemia. Przyznają jednak, że jeszcze większa dokładność będzie potrzebna, aby wprowadzić przypadki użycia do prawdziwego świata.

Tymczasem kryptografowie już przygotowują się na dzień, w którym komputery kwantowe mogą zostać wykorzystane do złamania kodów używanych na przykład do zabezpieczenia dostępu online do kont bankowych. Tak więc, jeszcze zanim szeroko rozpowszechniono obliczenia kwantowe, „kryptografia post kwantowa” jest już dostępna.

ZDJĘCIE PLIKU: Zdjęcie materiałów informacyjnych z października 2019 r. Pokazuje element komputera kwantowego Google w laboratorium Santa Barbara w Kalifornii, USA / Materiały informacyjne Google za pośrednictwem REUTERS

CZY GOOGLE JEST NA PRZEWODZIE?

Google, z nagłówkiem „supremacji kwantowej”, twierdzi, że jest liderem w tej dziedzinie, ale IBM jest bliskim rywalem. Stosowane badania rozwijają się, a także start-upy – można zarezerwować czas na komputerze kwantowym podłączonym do serwera w chmurze, aby wykonać badania.

Chiny, które zainwestowały znaczne środki w takie dziedziny, jak sztuczna inteligencja, również wspierają obliczenia kwantowe – co czyni go kolejnym frontem w rozwijającej się zimnej wojnie handlowej i technologicznej ze Stanami Zjednoczonymi.

Raportowanie Douglas Busvine; Redakcja: Mark Potter

.



Source link