Chińczycy pozazdrościli Google’owi. Ich komputer kwantowy dokonał przełomowych obliczeń
To było coś. Komputer kwantowy Sycamore stworzony przez specjalistów z Google potrzebował zaledwie kilku minut, aby wykonać obliczenia, które klasycznemu superkomputerowi zajęłyby około 10 000 lat. Teraz Chińczycy przebili ten rekord.
W czwartek naukowcy z Chin poinformowali o osiągnięciu supremacji kwantowej, co oznacza, że stworzony przez nich komputer kwantowy wykonał obliczenia, które zwykłemu komputerowi zajęłyby znacznie, znacznie więcej czasu.
O jakiej skali mówimy?
Komputer kwantowy Jiuzhang, o którym mowa, potrzebował 180 sekund na wykonanie obliczeń, które trzeciemu na świecie pod względem wydajności superkomputerowi Sunway TaihuLight zajęłyby około 2,5 miliardów lat, a najszybszemu Fugaku „zaledwie” 600 mln lat. Inaczej mówiąc Jiuzhang jest jakieś 100 bilionów razy szybszy od najszybszych superkomputerów.
Zupełnie nowa technologia
Chiński komputer kwantowy działa na zupełnie innej zasadzie niż komputer Google. O ile w przypadku Sycamore do obliczeń wykorzystywane są superschłodzone nadprzewodniki, to Jiuzhang jest w stanie sam sterować pojedynczymi fotonami. Jego zaletą jest fakt, że nie potrzebuje on do pracy superchłodzenia (Sycamore już tak). Minusem natomiast jest to, że Jiuzhang ma niejako zadanie wbudowane sprzętowo. Oznacza to, że choć wykonywane przez niego obliczenia realizowane są błyskawicznie, to umie on wykonać tylko te konkretne obliczenia.
Zastosowana w Jiuzhang metoda to tzw. próbkowanie bozonu opierające się na dość specyficznej właściwości fotonów. Jeżeli wiązkę światła skierujemy na rozdzielacz wiązki, to po uderzeniu w nią wiązka będzie dzieliła się na dwie podróżujące w innych kierunkach. Niemniej jednak, gdy dwa identyczne fotony w tym samym momencie uderzą w rozdzielacz wiązki, to obydwa polecą w tym samym kierunku, ignorując drugi.
Załóżmy, że naukowcy wysyłają odpowiednio silną wiązkę światła w kierunku rozdzielacza wiązki, który prowadzi do dalszych rozdzielaczy. Z jednej wiązki powstaje coraz więcej odnóg. Zaczynają się także pojawiać charakterystyczne wzory wskazujące, którymi ścieżkami podróżują fotony. Komputer klasyczny, nawet jeżeli jest to superkomputer nie jest w stanie obliczyć tych ścieżek, komputer kwantowy już tak.
Jiuzhang w trakcie eksperymentu wysyłał impulsy laserowe, które następnie wprowadzane były w labirynt składający się z 300 rozdzielaczy wiązki i 75 zwierciadeł, po czym wykonywał obliczenia.
Czy to oznacza ten przełom?
Mimo doniosłości tytułu - nie. Dlaczego? Jiuzhang wprost fenomenalnie wykonuje swoje zadanie, ale wykonuje tylko to zadanie. Jego stworzenie nie oznacza zatem stworzenia uniwersalnego komputera kwantowego. To właśnie na to, aby przejść od wąskiej specjalizacji do szerokich zastosowań, będzie potrzeba ogromnego przełomu, na który jeszcze przyjdzie nam poczekać.
Póki co nie stanowi to większego problemu, bowiemnikt jeszcze nie określił konkretnego zastosowania dla przyszłych komputerów kwantowych. Nie zmienia to jednak faktu, że naukowcy bezustannie starają się przekroczyć kolejne granice. Zastosowanie dla takiego sprzętu prędzej czy później się gdzieś znajdzie.
