Google afirmă că a obţinut ”supremaţia cuantică”, dar specialiştii au îndoieli

Compania Google a anunţat săptămâna aceasta că a reuşit să folosească un computer cuantic pentru rezolvarea rapidă a unei probleme complexe care ar necesita ani întregi pentru un computer obişnuit de astăzi.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Confirmarea oficială privind descoperirea în domeniu a fost oferită printr-o lucrare publicată de revista Nature, după săptămâni întregi în care primele informaţii au circulat în mediul online. Specialiştii încearcă de decenii să ofere modele de comportament pentru particulele sub-atomice care pot exista simultan în mai multe stări. În timp ce computerele tradiţionale folosesc biţi, din englezescul „binary digit”, ca unitate de bază într-o variaţie binară de 0 şi 1. Un calcul informatic este o serie de operaţii bazate pe pachete de 0 şi 1 în grup de câte opt biţi, numite octeţi. Într-un astfel de sistem de codaj, un octet permite reprezentarea a 256 de valori diferite.

Computerele cuantice se folosesc de faptul că qubiţii pot avea starea 0 şi starea 1 în acelaşi timp, ceea ce este definit drept o superpoziţie. Cum superpoziţiile nu pot fi măsurate, trebuie creat un sir de operaţii logice care să ducă la un rezultat măsurabil. Astfel computerele cuantice pot folosi un algoritm special prin care pot reduce semnificativ timpii de decriptare, de la luni sau ani la numai câteva secunde sau minute.

Cu cât mai mulţi qubiţi pot fi asociaţi, cu atât creşte puterea calculatorului cuantic. Problema, arată Reuters, este că savanţii încă mai caută moduri prin care pot fi răciţi qubiţii până spre zero absolut pentru a limita vibraţia sau „zgomotul” care face să apară erori în calcule. În această direcţie este înregistrat progresul celor de la Google.

Directorul General de la Google, Sundar Pichai a comparat realizarea echipei cu lansarea primei rachete care a părăsit atmosfera terestră. Echipa a construit un microprocesor botezat Sycamore, care adună 54 de qubiţi. Procesorul măsoară 10 mm şi este realizat din aluminiu şi indiu, fiind protejat de două fâşii de silicon. Cercetătorii au cerut computerului să identifice modele într-o serie de numere aparent întâmplătoare. A rezolvat problema în 3 minute şi 20 de secunde. Potrivit estimărilor, cel mai puternic super-computer din zilele noastre, Summit, de la IBM, ar rezolva aceeaşi problemă în 10.000 de ani.

În acelaşi timp, cercetătorii de la IBM afirmă că problema poate fi rezolvată de un super-computer cu spaţiu adiţional în 48-60 de ore. De asemenea, aceştia au spus că savanţii concurenţei de la Google ar induce publicul în eroare sugerând că noile computere quantice le-ar înlocui pe cele actuale. „Calculatoarele cuantice nu le vor «domina» niciodată pe cele clasice, ci vor lucra în legătură cu acestea, din moment ce fiecare prezintă avantajele sale”, a notat Dario Gil, şeful cercetării de la IBM.

Într-un document elaborat de specialişti Google, obţinut de Financial Times în luna septembrie, cercetătorii afirmau că prin aceasta a fost atinsă „supremaţia cuantică” – adică posibilitatea computerelor cuantice de a efectua operaţii matematice imposibile până acum.

„Acest avans semnificativ comparativ cu toţi algoritmii clasici cunoscuţi oferă o atingere experimentală a supremaţiei cuantice în privinţa unei operaţii computerizate şi anunţă începutul mult anticipatei paradigme de programare. Din ceea ce ştim, acest experiment marchează primul calcul care poate fi efectuat doar pe un procesor cuantic”, au scris autorii.

Sistemul poate efectua doar un singur calcul, de tip tehnic, explică specialiştii, astfel că mai sunt necesari ani până la utilizarea computerelor pentru rezolvarea unor probleme la nivel practic.

Dar specialiştii Google consideră că este „un moment crucial spre programarea complet cuantică”. De asemenea, ei anticipează că puterea computerelor cuantice se va extinde în mod „dublu exponenţial” comparativ cu Legea lui Moore, aplicabilă sistemelor cu circuite integrate în prima eră a computerelor.

Chiar dacă există deja prototipuri ale aşa-numitelor computere cuantice, dezvoltate de companii precum IBM sau firme de tip start-up de genul Rigetti Computing, acestea pot efectua doar sarcini similare cu cele realizate de computerele clasice, dar mai rapid. Computerele cuantice vor avea funcţii care depăşesc fizica clasică, oferind avansuri exponenţiale. Un raport elaborat în anul 2018 de Boston Consulting Group arată că acestea ar putea „schimba mizele în domenii precum criptografia sau chimia (în ştiinţele practice, agricultură şi industria farmaceutică), în plus, în inteligenţa artificială, în deprinderea de cunoştinţe de către sistemele automatizate, în logistică, producţia industrială, finanţe şi energie”.

O echipă a Google condusă de John Martinis, un fizician de la Universitatea California / Santa Barbara, preconiza că va putea atinge supremaţia cuantică la sfârşitul anului 2017. Dar sistemul construit, format din 72 de biţi cuantici, s-a dovedit prea greu de controlat. Sistemul a fost modificat, fiind creat unul cu 53 de biţi cuantici, numit Sycamore.