سوپرکامپیوتر سریع‌ترین ۱۰ تریلیون سال زمان می‌برد تا کامپیوترهای کوانتومی را شکست دهد: گوگل
غول فناوری فاش کرده است که چگونه کامپیوترهای کوانتومی قادر به شکست دادن بهترین سوپرکامپیوترها هستند.
بر اساس مطالعه‌ای جدید، پژوهشگران گوگل ادعا کرده‌اند که شرایطی را یافته‌اند که تحت آن‌ها کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند رقبای کلاسیک خود را شکست دهند. آن‌ها همچنین ادعا کردند که ماشین‌های کوانتومی دارای آستانه نویزی هستند که ماشین‌های کلاسیک نمی‌توانند آن را شکست دهند.
پردازنده کامپیوتر کوانتومی Sycamore برای اجرای RCS استفاده شد
مطالعه‌ای که در ژورنال Nature منتشر شد، از پردازنده کامپیوتر کوانتومی با نام Sycamore برای اجرای نمونه‌گیری مدار تصادفی (RCS)، یک الگوریتم ساده کوانتومی که اساساً یک توالی تصادفی از مقادیر ایجاد می‌کند، استفاده کرد. تیم تحقیقات خروجی Sycamore را تحلیل کردند و دریافتند که وقتی در حالتی با تداخل نویز زیادی اجرا می‌شود در حالی که RCS را انجام می‌داد، می‌تواند توسط سوپرکامپیوترهای کلاسیک «گول زده شود» یا شکست بخورد. اما، وقتی نویز به آستانه مشخصی کاهش یافت، محاسبه Sycamore چنان پیچیده شد که تقلید از آن عملاً غیرممکن بود — برخی تخمین‌ها می‌گویند که سریع‌ترین سوپرکامپیوتر کلاسیک جهان ده تریلیون سال زمان نیاز دارد، گزارش داد Nature.
محققان الگوریتم RCS را پیاده‌سازی کردند
«با پیاده‌سازی الگوریتم RCS ما به صورت تجربی نشان می‌دهیم که دو انتقال فاز قابل مشاهده با بنچمارکینگ متقاطع-انترپی (XEB) وجود دارد، که به صورت نظری با یک مدل آماری توضیح می‌دهیم. اولین انتقال یک انتقال داینامیکی به عنوان تابعی از تعداد سیکل‌هاست و ادامه نقطه ضد-تمرکز در حالت بدون نویز است،» محققان در مطالعه خود گفتند.
محققان ادعا کردند که دومی یک انتقال فاز کوانتومی است که توسط خطا در هر سیکل کنترل می‌شود؛ برای شناسایی آن به صورت تحلیلی و تجربی، آن‌ها مدلی از لینک ضعیف ایجاد کردند که امکان تغییر قدرت نویز در مقابل تکامل هم‌ساز را فراهم می‌آورد، طبق تحقیقی که در سرور پیش‌چاپ arXiv منتشر شده است. «بعلاوه، با ارائه یک آزمایش RCS با 67 کیوبیت در 32 سیکل، نشان می‌دهیم که هزینه محاسباتی آزمایش ما فراتر از توانایی‌های سوپرکامپیوترهای کلاسیک موجود است، حتی زمانی که حضور اجتناب‌ناپذیر نویز را در نظر می‌گیریم. کار تجربی و نظری ما وجود انتقال‌ها به یک فاز پیچیده محاسباتی پایدار را نشان می‌دهد که با پردازنده‌های کوانتومی فعلی قابل دستیابی است،» محققان در مطالعه خود گفتند.
پردازنده Sycamore به منظور کنترل الکترون‌ها ساخته شده است
تقریباً مشابه چیپ‌های سیلیکونی، پردازنده Sycamore به طور خاص طراحی شده تا الکترون‌هایی که از آن عبور می‌کنند را با دقت کوانتومی کنترل کند.
چیپ در دماهای فوق سرد نزدیک به صفر مطلق نگه داشته می‌شود تا تغییرات دما را کاهش دهد که وضعیت‌های ظریف الکترون‌ها را خراب می‌کند و نویز را وارد می‌کند.
با این حال، همچنین ادعا شده است که نتایج جدید گوگل به این معنا نیست که کامپیوترهای کوانتومی جایگزین کامپیوترهای کلاسیک خواهند شد.
به عنوان مثال، Sycamore نمی‌تواند عملیات‌های معمول یک کامپیوتر معمولی، مانند ذخیره عکس‌ها یا ارسال ایمیل‌ها، را انجام دهد. «کامپیوترهای کوانتومی سریع‌تر نیستند—آن‌ها متفاوت هستند»، می‌گوید سرجیو بویکسو، رئیس بخش محاسبات کوانتومی گوگل در سانتا باربارا، کالیفرنیا. طبق گفته Nature، آن‌ها به منظور انجام وظایفی که کلاسیکاً غیرممکن و مفید هستند، مانند شبیه‌سازی دقیق واکنش‌های شیمیایی، طراحی شده‌اند.
