Новый квантовый компьютер на основе света Jiuzhang

Новый квантовый компьютер на основе света Jiuzhang

Второй тип квантовых устройств выполнял вычисления, невозможные для традиционного компьютера


Квантовый компьютер Jiuzhang работает, посылая частицы света (показаны красным) в сеть каналов, а затем измеряя фотоны на другом конце.

Новый тип квантового компьютера доказал, что он тоже может безраздельно властвовать.

Фотонный квантовый компьютер, использующий частицы света или фотоны, выполнил вычисления, невозможные для обычного компьютера , сообщают китайские исследователи 3 декабря в журнале Science . Эта веха, известная как квантовое превосходство, была достигнута только однажды, в 2019 году , квантовым компьютером Google ( SN: 23.10.19 ). Однако компьютер Google основан на сверхпроводящих материалах, а не на фотонах.

«Это первое независимое подтверждение заявления Google о том, что вы действительно можете достичь квантового превосходства», - говорит ученый-теоретик Скотт Ааронсон из Техасского университета в Остине. «Это интересно».

Названный Цзючжан в честь древнего китайского математического текста, новый квантовый компьютер может выполнять вычисления за 200 секунд, что заняло бы более полумиллиарда лет на самом быстром в мире неквантовом или классическом компьютере.

«Мое первое впечатление было« вау! », - говорит квантовый физик Фабио Скиаррино из Римского университета Ла Сапиенца.

Устройство Google под названием Sycamore основано на крошечных квантовых битах из сверхпроводящих материалов, которые проводят энергию без сопротивления. Напротив, Цзючжан состоит из сложного набора оптических устройств, перемещающих фотоны. Эти устройства включают источники света, сотни светоделителей, десятки зеркал и 100 детекторов фотонов.

квантовый компьютер Jiuzhang
Квантовый компьютер Jiuzhang управляет светом с помощью сложной системы оптических устройств (показано).

Используя процесс, называемый выборкой бозонов, Цзючжан генерирует распределение чисел, которое чрезвычайно трудно воспроизвести на классическом компьютере. Вот как это работает: сначала фотоны отправляются в сеть каналов. Там каждый фотон встречает серию светоделителей, каждый из которых направляет фотон двумя путями одновременно, в так называемой квантовой суперпозиции. Пути также сливаются вместе, и повторяющееся расщепление и слияние заставляет фотоны интерферировать друг с другом в соответствии с квантовыми правилами.

Наконец, в конце измеряется количество фотонов в каждом из выходных каналов сети. При многократном повторении этот процесс дает распределение чисел в зависимости от того, сколько фотонов было найдено на каждом выходе.

Если работать с большим количеством фотонов и множеством каналов, квантовый компьютер будет производить распределение чисел, которое слишком сложно для вычисления классическим компьютером. В новом эксперименте до 76 фотонов прошли через сеть из 100 каналов. Для одного из самых мощных классических компьютеров в мире, китайского суперкомпьютера Sunway TaihuLight, было невозможно предсказать результаты, которые квантовый компьютер получит для чего-либо, превышающего 40 фотонов.

Хотя Google был первым, кто преодолел барьер квантового превосходства, эта веха - «не разовое достижение», - говорит соавтор исследования и квантовый физик Чао-Ян Лу из Университета науки и технологий Китая в Хэфэе. «Это постоянное соревнование между постоянно улучшающимся квантовым оборудованием и постоянно улучшаемым классическим моделированием». Например, после заявления Google о квантовом превосходстве IBM предложила тип вычислений, который мог бы позволить суперкомпьютеру выполнять задачу, выполненную компьютером Google, по крайней мере, теоретически. 

И достижение квантового превосходства не обязательно означает, что квантовые компьютеры все еще очень полезны, потому что вычисления являются эзотерическими, и их сложно устроить классическим компьютерам.

Результат действительно повысил популярность фотонных квантовых компьютеров, которым не всегда уделялось столько внимания, как другим технологиям, говорит квантовый физик Кристиан Видбрук, генеральный директор Xanadu, компании из Торонто, специализирующейся на создании фотонных квантовых компьютеров. «Исторически темной лошадкой была фотоника».

Одним из ограничений Jiuzhang, отмечает Видбрук, является то, что он может выполнять только один тип задачи, а именно, выборку бозонов. В отличие от этого квантовый компьютер Google можно было запрограммировать для выполнения множества алгоритмов. Но другие типы фотонных квантовых компьютеров, включая Xanadu, можно программировать.

По словам Скьяррино, демонстрация квантового превосходства с помощью другого типа устройства показывает, насколько быстро развиваются квантовые вычисления. «Тот факт, что теперь две разные платформы могут достичь этого режима ... показывает, что вся отрасль развивается очень зрелым образом».


 

Поделитесь с друзьями в соцсетях:

 

 

 

- Названа новая разгадка тайны озера Лох-Несс
- Добро обязательно вернется обратно! Нельзя плакать и жадничать: приметы и народные поверия на Крещение
- Даже супервакцина не уничтожит короноавирус. Он останется на Земле, как сезонное заболевание - ВОЗ
- General Motors представила летающий Cadillac
- Подбитые самолеты, которые не хотели падать - фото
- "Мир на грани морального провала". Глава ВОЗ сообщил о неравномерном распределении вакцин от Covid-19
- ВОЗ обвинила власти Китая в сокрытии коронавируса и промедлении в первые дни пандемии covid-19
- 2021. Советы и прогнозы от Гейтса, Маска и Безоса
- Крещение Господне-2021: Когда и где набирать воду на Крещение, как освятить ее в домашних условиях
- 27 РАДОСТЕЙ ЖИЗНИ
20:11Декабрь, 04 2020 133

за месяц
за год