Фото: University of Science and Technology of China Фотонный квантовый вычислитель Цзючжань (Jiuzhang)

Физики из Научно-технического университета в Шанхае рассказали о создании квантового компьютера, которому удалось решить задачу, на которую у суперкомпьютера ушли бы тысячи лет.

Китайские ученые утверждают, что создали квантовый компьютер, способный производить некоторые вычисления почти в 100 триллионов раз быстрее, чем самый передовой в мире суперкомпьютер.
Вторая в истории демонстрация квантового превосходства состоялась ровно год спустя после первой - в октябре 2019 года об аналогичном достижении сообщили исследователи Google. Корреспондент.net рассказывает подробности.
 

Ключ к радикальному повышению скорости обработки данных

Исследовательская группа из Научно-технического университета Китая объявила о создании прототипа квантового компьютера.
Вычислитель, который получил название Цзючжань (Jiuzhang) продемонстрировал квантовое превосходство, то есть способность решить задачу, находящуюся за пределами возможностей самых современных суперкомпьютеров.
Как говориться в статье в журнале Science, их прототип справился со стандартным проверочным алгоритмом в десять миллиардов раз быстрее, чем прототип квантового компьютера, представленного в прошлом году Google.
Группа физика Джона Мартиниса из Google 23 октября 2019 года объявила на страницах журнала Nature о достижении квантового превосходства с помощью нового устройства, названного Sycamore.
Тогда исследователи заявили, что их машина справилась с задачей за 200 секунд, тогда, как суперкомпьютер Summit, который был на тот момент рекордсменом, занимался бы вычислением десять тысяч лет.
Sycamore смог превзойти классический суперкомпьютер в задаче о генерации случайных числовых строк. Из-за вероятностной природы кубитов число возможных вариантов таких строк оказывается очень большим - 2⁵³, поэтому для классического компьютера решение такой задачи может занять тысячи лет.
Китайские ученые провели эксперимент по отбору проб гауссовских бозонов. Машина за 200 секунд смогла отобрать 76 фотонов, в результате чего обогнала Summit в 100 триллионов раз.
Исследователи из КНР использовали 25 нелинейных кристаллов для генерации пар запутанных фотонов, а интерферометр для бозонного сэмплинга собирали с использованием объемной оптики.
Отличительной чертой китайской разработки является то, что машина может только демонстрировать квантовое превосходство, но фактически он не решает никаких задач.
Компьютер же американской корпорации является программируемым, так что его можно адаптировать под решение различных задач. Тем не менее, это не умаляет заслуг китайских ученых и их нового компьютера. 
Квантовые компьютеры были впервые теоретизированы почти 40 лет назад физиком Ричардом Фейнманом, но создавать такие вычислительные машины начали только в последние годы.
Они работают, заменяя традиционные биты "1" и "0", используемые для кодирования цифровой информации, квантовыми битами или кубитам, которые могут функционировать как "1" и "0" одновременно.
То есть, такие кубит существуют в состоянии суперпозиции - каждый новый кубит, добавляемый в компьютер, увеличивает мощность экспоненциально, а не линейно.
Квантовая вычислительная техника пока еще находится в зачаточном состоянии, но ее считают ключом к радикальному повышению скорости обработки данных и производительности компьютеров.
Квантовые вычисления позволят моделировать крупные системы и будут способствовать новым достижениям в физике, химии и других отраслях знаний.
От лекарств до реакторов. Главные технологии года
Китайские ученые конкурируют, кроме Google, также с Amazon и Microsoft, за лидерство в этой области, которая стала очередным фронтом в технологической гонке с участием США и Китая, отмечает Bloomberg.
Один из руководителей китайской разработки, профессор Лю Чаоян отметил, что создание квантового компьютера - это гонка не между странами, а между человечеством и природой.
Правительство председателя КНР Си Цзиньпина строит Национальную лабораторию квантовой информатики стоимостью десять миллиардов долларов, нацелившись на большие достижения в этой области.
 
Сообщает korrespondent.net