Przewaga kwantowa stała się faktem. Tym razem nikt jej nie podważy
Badacze przedstawili pierwszy dowód na przewagę kwantową, którego nie da się podważyć. 12 kubitów pokonało 330 bitów.
Przez dekady naukowcy obiecywali, że nadejdzie dzień, w którym komputery kwantowe bezapelacyjnie wyprzedzą klasyczne maszyny. Przewaga kwantowa miała być Świętym Graalem nowoczesnej informatyki. W przeszłości pojawiały się już eksperymenty wskazujące na taką przewagę, ale zawsze z zastrzeżeniami – a to eksperyment był zbyt sztuczny, a to klasyczne algorytmy nie zostały jeszcze dostatecznie zoptymalizowane.
Teraz jednak badacze z Uniwersytetu Teksasu i firmy Quantinuum zaprezentowali coś wyjątkowego: eksperyment, którego wyniki mają być dowodem ostatecznym i niepodważalnym. Ich praca dostępna w formie preprintu na arXiv może nie mieć jeszcze recenzji, ale eksperci zgodnie przyznają: to naprawdę przełom.
12 kubitów kontra 330 bitów
W eksperymencie wykorzystano fikcyjnych bohaterów dobrze znanych fanom kryptografii: Alice i Boba. Oboje rozwiązują wspólnie zadanie obliczeniowe, ale z ograniczeniem – tylko Alice może przesłać wiadomość Bobowi. Najważniejsza różnica? W jednym wariancie komunikują się klasycznie, w drugim zaś za pomocą wiadomości kwantowej.
I tu zaczyna się cała magia. Badacze wykazali, że wiadomość kwantowa może być wykładniczo krótsza niż klasyczna, a mimo to pozwala rozwiązać zadanie poprawnie. Testowano to 10 tys. razy na komputerze H1-1 firmy Quantinuum z pułapkami jonowymi i za każdym razem potwierdzano wynik matematycznie. Potrzeba było zaledwie 12 kubitów, by pokonać klasyczny algorytm wymagający aż 330 bitów. Nie ma tu miejsca na zbędną dyskusję czy podważanie wyników. Nawet najlepszy klasyczny algorytm nie byłby w stanie przebić tej efektywności.
To całkowicie inny rodzaj przewagi
Nie jest to typowa przewaga kwantowa, jaką znaliśmy z wcześniejszych eksperymentów, gdzie chodziło głównie o prędkość. Tu chodzi o efektywność komunikacji. Jak podkreśla prof. Bill Fefferman z Uniwersytetu Chicago w wiadomości przesłanej do redakcji Gizmodo, to zupełnie nowe, nieznane do tej pory podejście. Właśnie dlatego jest tak istotne. Eksperyment nie opiera się na niesprawdzonych założeniach teoretycznych. To czysta matematyka i sprzęt. Nikt nie może powiedzieć: a może za kilka lat wymyślimy lepszy algorytm klasyczny. Tu już nie ma miejsca na może.
Przeczytaj także:
Kiedyś obliczenia kwantowe były tylko czystą matematyką. Dziś są już rzeczywistością sprzętową. Komputery kwantowe mogą pokazać, że potrafią coś, czego nie da się powtórzyć klasycznie. To nawiązuje do pierwotnych idei samego Richarda Feynmana, który postulował, że komputery kwantowe powinny służyć do symulowania zjawisk kwantowych. Może nie przynosi to jeszcze pieniędzy, ale daje coś ważniejszego – fundamentalne zrozumienie rzeczywistości.
*Źródło zdjęcia głównego: Gorodenkoff / Shutterstock
