menu
close

Kvantom počítače dosiahli „svätý grál“: Exponenciálne zrýchlenie potvrdené

Výskumný tím vedený Danielom Lidarom z USC demonštroval dlho očakávané bezpodmienečné exponenciálne zrýchlenie kvantových počítačov pomocou 127-kubitových procesorov Eagle od IBM. Prelomová štúdia, publikovaná v časopise Physical Review X, využila pokročilé techniky korekcie chýb na riešenie variantu Simonovho problému exponenciálne rýchlejšie, než by to dokázal akýkoľvek klasický počítač. Hoci je tento úspech zatiaľ obmedzený na špecifické úlohy, potvrdzuje teoretický prísľub kvantového počítania a predstavuje významný míľnik na ceste k praktickej kvantovej výhode.
Kvantom počítače dosiahli „svätý grál“: Exponenciálne zrýchlenie potvrdené

Odborníci hovoria o „svätom gráli“ kvantového počítania: vedci konečne demonštrovali bezpodmienečné exponenciálne zrýchlenie oproti klasickým počítačom, čím naplnili teoretický prísľub, ktorý doteraz existoval len na papieri.

Prelomový výsledok dosiahol tím pod vedením profesora inžinierstva a experta na kvantovú korekciu chýb Daniela Lidara z USC v spolupráci s kolegami z USC a Johns Hopkins University. Pomocou dvoch 127-kubitových kvantových procesorov Eagle od IBM, ktoré ovládali na diaľku cez cloud, sa výskumníci pustili do variantu tzv. Simonovho problému – matematickej úlohy hľadajúcej skryté vzory, ktorá je považovaná za predchodcu Shorovho faktorizujúceho algoritmu.

„Doteraz boli demonštrované skôr skromnejšie typy zrýchlenia, napríklad polynomiálne zrýchlenie,“ vysvetľuje Lidar. „Exponenciálne zrýchlenie je však najdramatickejší typ zrýchlenia, aký od kvantových počítačov očakávame.“

Čo robí tento úspech obzvlášť významným, je fakt, že zrýchlenie je „bezpodmienečné“ – nezávisí od žiadnych neoverených predpokladov o klasických algoritmoch. Predchádzajúce tvrdenia o kvantovej výhode vyžadovali predpoklad, že pre porovnávanú úlohu neexistuje lepší klasický algoritmus. Výkonnostný rozdiel, ktorý tím demonštroval, sa približne zdvojnásobuje s každou ďalšou premennou, čo pri rastúcej zložitosti úlohy vytvára neprekonateľnú výhodu.

Tím prekonal najväčšiu výzvu kvantového počítania – šum a chyby – použitím viacerých sofistikovaných techník, vrátane „dynamického odpájania“ (dynamical decoupling), ktoré využíva starostlivo navrhnuté pulzné sekvencie na izoláciu kubitov od rušivého prostredia. Práve táto metóda mala najväčší vplyv na demonštráciu kvantového zrýchlenia.

Lidar však upozorňuje, že „tento výsledok zatiaľ nemá praktické využitie okrem vyhrávania hádacích hier“ a predtým, než kvantové počítače vyriešia reálne problémy, je ešte veľa práce. Napriek tomu tento úspech pevne potvrdzuje, že kvantové počítače dokážu naplniť svoj teoretický prísľub. Výskum naznačuje budúcnosť, v ktorej by kvantové počítanie mohlo revolučne zmeniť oblasti ako umelá inteligencia, kryptografia, vývoj liekov či materiálová veda riešením doteraz neriešiteľných výpočtových problémov.

Source:

Latest News