Китайский квантовый компьютер достиг превосходства

Китайские ученые сообщили о достижении очередного важного этапа в развитии квантовых вычислений: квантовый компьютер «Цзючжан» смог выполнить задачи, которые обычно используются в моделях искусственного интеллекта, в 180 миллионов раз быстрее, чем самый мощный суперкомпьютер. Новые возможности «Цзючжан» пригодятся в сферах сбора данных, биологической информатики, анализа сетей и химического моделирования.




Команда ученых из Китайского университета науки и технологии под руководством Пань Цзяньвэя, известного специалиста в области квантовой физики, решила проблему, которая не давалась классическим компьютерам. Впервые они задействовали квантовый компьютер для выполнения и ускорения двух алгоритмов — случайного поиска и модельной закалки — которые обычно используются в ИИ, сообщает SCMP.



Самому быстрому классическому суперкомпьютеру мира потребовалось бы 700 секунд на обработку каждого из 200 000 образцов данных, то есть, почти пять лет на выполнение задачи целиком. А у «Цзючжана» ушло меньше секунды.
В качестве средства вычисления «Цзючжан» использует свет. В отличие от других квантовых компьютеров, для работы ему не требуются экстремально низкие температуры, и он может дольше поддерживать стабильность. Это первый из фотонных квантовых компьютеров, достигших так называемого квантового превосходства (способности решать проблемы, недоступные классическим вычислительным машинам). В 2020 году «Цзючжан» выполнил задачу, на которую суперкомпьютер потратил бы 2,5 млрд лет, за 200 секунд.

В классических компьютерах единица информации может быть выражена единицей или нолем. Квантовый бит может выражать и единицу, и ноль, и оба значения сразу. Это значит, что теоретически квантовый компьютер должен работать намного быстрее, чем обычный. Однако на практике все, как всегда, сложнее: субатомные частицы крайне чувствительны к помехам, недолговечны и подвержены ошибкам. Большинство квантовых компьютеров должны работать в изолированных и очень холодных помещениях.

Международная команда исследователей первой смогла полностью интегрировать источник квантового света в чип. Это позволяет уменьшить размеры источника больше чем в 1000 раз, что улучшает воспроизводимость, стабильность в долгосрочной перспективе, масштабирование и, в потенциале, открывает путь к массовому производству. Все эти характеристики необходимы для реального применения квантовых процессоров.