Recordul de „supremație cuantică”, depășit de 100 de ori de un nou computer cuantic

Un nou computer cuantic a stabilit un record mondial în „supremația cuantică”, depășind de 100 de ori performanța de referință stabilită de dispozitivul Sycamore al Google.

Folosind un nou computer cuantic, H2-1 de 56 de qubiți, oamenii de știință de la compania de calcul cuantic Quantinuum au efectuat diverse experimente pentru a măsura nivelurile de performanță ale dispozitivului și calitatea qubiților utilizați.

• Neutrinii ar putea fi cheia pentru studierea nucleului Soarelui
• Oamenii de știință au găsit 128 de sateliți noi în jurul lui Saturn

Ei și-au publicat rezultatele într-un studiu încărcat în baza de date de preprint arXiv. Studiul nu a fost încă evaluat de colegi.

Un nou computer cuantic a zdrobit recordul de „supremație cuantică”. Dar ce este supremația cuantică?

Pentru a demonstra potențialul computerului cuantic, oamenii de știință de la Quantinuum au folosit un algoritm cunoscut pentru a măsura cât de „zgomotoși” (predispuși la erori) erau qubiții. Computerele cuantice pot efectua calcule în paralel datorită legilor mecanicii cuantice și a inseparabilității dintre qubiți, ceea ce înseamnă că soarta diferiților qubiți se poate influența reciproc instantaneu. Computerele clasice, în schimb, pot lucra doar în secvență, explică Space.com.

Adăugarea mai multor qubiți într-un sistem mărește puterea unui aparat într-un mod exponențial; oamenii de știință prezic că computerele cuantice vor efectua într-o bună zi calcule complexe în câteva secunde, calcule pentru care un supercomputer clasic ar avea nevoie de mii de ani pentru a le rezolva.

Punctul în care computerele cuantice le depășesc pe cele clasice este cunoscut sub numele de „supremație cuantică”, dar atingerea acestui prag într-un mod practic ar necesita un computer cuantic cu milioane de qubiți. Cel mai mare dispozitiv de astăzi are doar aproximativ 1.000 de qubiți.

De câți qubiți este nevoie pentru a atinge supremația cuantică?

Motivul pentru care este nevoie de atât de mulți qubiți pentru „supremația cuantică” este că aceștia sunt în mod inerent predispuși la erori, așa că sunt necesari foarte mulți pentru a corecta aceste erori. De aceea, mulți cercetători se concentrează acum pe construirea unor qubiți mai fiabili, mai degrabă decât să adauge pur și simplu mai mulți qubiți la aceste computere.

Echipa Quantinuum a testat fidelitatea ieșirii H2-1 folosind ceea ce este cunoscut sub numele de etalonarea entropiei liniare încrucișate (XEB). XEB oferă rezultate între 0 (niciuna dintre ieșiri nu este fără erori) și 1 (complet fără erori), au declarat reprezentanții Quantinuum într-un comunicat.

Oamenii de știință de la Google au testat pentru prima dată computerul cuantic Sycamore folosind XEB în 2019, demonstrând că acesta putea finaliza un calcul în 200 de secunde, calcul pentru care cel mai puternic supercomputer al momentului ar fi avut nevoie de 10.000 de ani pentru a-l finaliza. Cercetătorii au înregistrat un rezultat XEB de aproximativ 0,002 cu cei 53 de qubiți superconductori încorporați în Sycamore.

Un nou computer cuantic produce mult mai puține erori decât precedentele

Dar în noul studiu, oamenii de știință de la Quantinuum, în parteneriat cu JPMorgan, Caltech și Argonne National Laboratory, au obținut un scor XEB de aproximativ 0,35. Asta înseamnă că computerul cuantic H2 poate produce rezultate fără a produce o eroare în 35% dintre cazuri.

„Suntem complet concentrați pe calea către computere cuantice universale tolerante la erori”, a declarat Ilyas Khan, directorul de produse al Quantinuum și fondator al Cambridge Quantum Computing.

„Acest obiectiv nu s-a schimbat, dar ceea ce s-a schimbat în ultimele luni sunt dovezile clare ale progreselor care au fost posibile datorită muncii și investițiilor realizate de-a lungul multor ani”, continuă Khan.

Quantinuum a colaborat anterior cu Microsoft pentru a demonstra „qubiți logici” care aveau o rată de eroare de 800 de ori mai mică decât qubiții fizici.

În acel studiu, oamenii de știință au demonstrat că puteau rula experimente cu qubiții logici cu o rată de eroare de doar 1 la 100.000, mult mai bună decât rata de eroare de 1 la 100 a qubiților fizici, au spus reprezentanții Microsoft.

„Aceste rezultate arată că deși beneficiile complete ale computerelor cuantice tolerante la erori nu s-au schimbat în esență, acestea ar putea fi accesibile mai devreme decât ne așteptam inițial”, a adăugat Khan.

Vă recomandăm să citiți și:

O nouă baterie pentru vehicule electrice ar putea avea o durată totală de viață de milioane de kilometri

Vehiculele autonome sunt mai sigure decât cele conduse de oameni, cu două mari excepții

Pentru prima dată, rotația Pământului a fost măsurată cu inseparabilitatea cuantică

Record mondial al panourilor solare, stabilit cu un „material miraculos”