211service.com
Wyższość kwantowa od Google? Nie tak szybko, mówi IBM.
Komputer kwantowy Google Google; Edytowane przez MIT Technology Review
Miesiąc temu pojawiły się wiadomości, że Google podobno osiągnął supremację kwantową: uzyskał komputer kwantowy do przeprowadzenia obliczeń, które zajęłyby klasycznemu komputerowi niewiarygodnie dużo czasu. Chociaż samo obliczenie — w zasadzie bardzo specyficzna technika generowania liczb losowych — jest mniej więcej tak samo przydatne jak 12-sekundowy pierwszy lot braci Wright, byłby to kamień milowy o podobnym znaczeniu, wyznaczający początek zupełnie nowej ery informatyki. .
Ale w wpis na blogu opublikowany dzisiaj , IBM kwestionuje roszczenie Google. Zadanie, które według Google może zająć najszybszemu superkomputerowi klasycznemu na świecie 10 000 lat, może, według IBM, zostać wykonane w ciągu zaledwie kilku dni.
Jak John Preskill, fizyk CalTech, który ukuł termin supremacja kwantowa, napisał w artykule dla magazynu Quanta , Google specjalnie wybrał bardzo wąskie zadanie, w którym komputer kwantowy byłby dobry, a komputer klasyczny jest zły. To obliczenie kwantowe ma bardzo małą strukturę, co utrudnia nadążanie klasycznemu komputerowi, ale także oznacza, że odpowiedź nie jest zbyt pouczająca, napisał.
Artykuł badawczy Google nie został opublikowany ( Aktualizacja : wyszło dwa dni po tej historii), ale wersja robocza wyciekła online w zeszłym miesiącu. Naukowcy twierdzą, że otrzymali w nim maszynę z 53 bitami kwantowymi, czyli kubitami, do wykonania obliczeń w 200 sekund. Oszacowali również, że najpotężniejszy superkomputer na świecie, maszyna Summit w Oak Ridge National Laboratory, potrzebowałby 10 000 lat, aby powtórzyć to z równą wiernością lub takim samym poziomem niepewności, jak z natury niepewny układ kwantowy.
Problem w tym, że takie symulacje nie polegają tylko na przeniesieniu kodu z komputera kwantowego do klasycznego. Im więcej kubitów próbujesz zasymulować, tym twardsze stają się wykładniczo. Z tego powodu istnieje wiele różnych technik optymalizacji kodu w celu uzyskania wystarczająco dobrego odpowiednika.
I w tym właśnie Google i IBM się różnią. Badacze IBM proponują metodę, która według nich zajęłaby tylko dwa i pół dnia na klasycznej maszynie o znacznie większej wierności, a przy dodatkowych udoskonaleniach może to skrócić się jeszcze bardziej.
Kluczowa różnica? Dyski twarde. Symulacja komputera kwantowego w klasycznym wymaga przechowywania ogromnych ilości danych w pamięci podczas procesu, aby przedstawić stan komputera kwantowego w dowolnym momencie. Im mniej masz dostępnej pamięci, tym więcej musisz podzielić zadanie na etapy i tym dłużej to trwa. Metoda Google, jak mówi IBM, polegała w dużej mierze na przechowywaniu tych danych w pamięci RAM, podczas gdy IBM wykorzystuje zarówno pamięć RAM, jak i miejsce na dysku twardym. Proponuje również użycie wielu innych klasycznych technik optymalizacji, zarówno sprzętowych, jak i programowych, w celu przyspieszenia obliczeń. Szczerze mówiąc, IBM nie przetestował tego w praktyce, więc trudno stwierdzić, czy będzie działać zgodnie z propozycją. (Google odmówił komentarza.)
Więc o co toczy się gra? Albo dużo, albo niewiele, w zależności od tego, jak na to spojrzysz. Jak wskazuje Preskill, problem, który podobno rozwiązany przez Google, nie ma prawie żadnych praktycznych konsekwencji, a nawet gdy komputery kwantowe stają się coraz większe, minie dużo czasu, zanim będą w stanie rozwiązać jakiekolwiek problemy poza najwęższymi klasami. Te, które potrafią złamać nowoczesne kody, prawdopodobnie potrwają co najmniej dekady.
Co więcej, nawet jeśli IBM ma rację, że tym razem Google nie osiągnął tego, próg supremacji kwantowej z pewnością nie jest odległy. Fakt, że symulacje stają się wykładniczo trudniejsze w miarę dodawania kubitów, oznacza, że wystarczy nieco większa maszyna kwantowa, aby osiągnąć punkt, w którym jest się naprawdę niepokonanym w czymś.
Mimo to, jak zauważa Preskill, nawet ograniczona supremacja kwantowa jest kluczowym krokiem w poszukiwaniu praktycznych komputerów kwantowych. Kto ostatecznie to osiągnie, podobnie jak bracia Wright, zajmie miejsce w historii.