Китай установил рекорд на самом мощном квантовом суперкомпьютере

У нас есть еще одна важная веха в области квантовых вычислений: китайские исследователи представили сверхсовременный 66-кубитный квантовый суперкомпьютер под названием Цзучунчжи, который по одному важному показателю является самой мощной машиной такого рода, которую мы видели на сегодняшний день.

Производительность Цзучунчжи, несомненно, впечатляет: он завершил назначенную задачу квантового теста примерно за 70 минут, и его создатели утверждают, что самому мощному в мире "классическому" (неквантовому) суперкомпьютеру на сегодняшний день потребуется около восьми лет, чтобы справиться с тем же набором расчетов.

Это означает, что Цзучунчжи может претендовать на квантовое превосходство - статус в квантовых вычислениях, который указывает на то, что машина может выполнять задачи, выходящие за рамки лучших классических компьютеров. Это планка, которая достигается раньше, но очень редко.

"Наша работа устанавливает однозначное квантовое вычислительное преимущество, которое невозможно для классических вычислений за разумное время", - объясняют исследователи в препринте с описанием эксперимента.

"Высокоточная и программируемая платформа квантовых вычислений открывает новую дверь для исследования новых явлений многих тел и реализации сложных квантовых алгоритмов".

Кубиты или квантовые биты имеют фундаментальное преимущество перед классическими вычислительными битами в том, что они не просто фиксируются как единицы или нули - они также могут эффективно функционировать как оба сразу, с помощью небольшого квантового трюка, называемого  суперпозицией, который экспоненциально увеличивает доступный вычислительная мощность.

Хотя количество кубитов - не единственный определяющий фактор мощности квантового компьютера, он, пожалуй, самый важный. В этом конкретном исследовании Зучунчжи использовал 56 кубитов (из имеющихся 66) для решения хорошо известной, но очень сложной вычислительной задачи: дискретизации выходного распределения случайных квантовых схем.

Эта задача считалась примерно в 100-1000 раз сложнее, чем та, которую ранее выполнял 54-кубитный квантовый компьютер Google Sycamore , и она показывает, какое существенное различие в производительности может иметь каждый дополнительный кубит.

Но стоит отметить, что существуют разные подходы к квантовым вычислениям: Цзучунчжи использует оптические схемы и фотоны для управления и обработки своих кубитов, тогда как Sycamore основан на электронах и сверхпроводниках. Также могут быть различия в том, как рассчитываются и измеряются результаты.

Универсальность также является жизненно важным фактором - может ли квантовый компьютер выполнять несколько задач или только одну, для которой он был специально разработан (и Sycamore, и Цзучунчжи имеют здесь высокие оценки и могут выполнять несколько задач).

Имея так много прототипов квантовых компьютеров, вы можете задаться вопросом, почему некоторые ученые все еще сомневаются, станут ли квантовые вычисления когда-либо практической технологией. Это потому, что машины, которые используются сегодня, остаются экспериментальными и требуют очень точных, очень холодных лабораторных условий для работы, как правило, в течение очень коротких периодов времени.