Chiński komputer kwantowy pracuje 180 milionów razy szybciej niż najszybszy komputer

Nawet gdy Stany Zjednoczone świętują swoją przewagę na liście TOP500 superkomputerów na świecie, Chiny powoli budują swoją wiedzę w zakresie kolejnej granicy obliczeń - obliczeń kwantowych. W przeciwieństwie do konwencjonalnych obliczeń, w których bit - najmniejszy blok informacji - może istnieć jako jedynka lub zero, bit w obliczeniach kwantowych może istnieć w obu stanach jednocześnie.

Znany jako qubit, pozwala podstawowym informacjom reprezentować wszystkie możliwości jednocześnie, teoretycznie czyniąc je szybszymi niż konwencjonalne komputery.

Chiński Jiuzhang po raz pierwszy zyskał sławę w 2020 roku, kiedy zespół badawczy kierowany przez Jianwei przeprowadził próbkowanie bozonu Gaussa w 200 sekund. To samo na konwencjonalnym superkomputerze zajęłoby około 2,5 miliarda lat.

Obliczenia kwantowe są wciąż w powijakach, a naukowcy na całym świecie dopiero zaczęli testować, jak te systemy działają i mogą być wykorzystywane w przyszłości. Zespół Jianwei postanowił jednak wykorzystać komputery kwantowe o "hałaśliwej skali pośredniej" do rozwiązywania rzeczywistych problemów.

Poddali Jiuzhanga testowi, wdrażając dwa algorytmy powszechnie stosowane w sztucznej inteligencji - wyszukiwanie losowe i symulowane wyżarzanie. Algorytmy te mogą stanowić wyzwanie nawet dla superkomputerów, a naukowcy postanowili wykorzystać 200 000 próbek do ich rozwiązania.

Przy obecnym poziomie technologicznym, nawet najszybszy superkomputer potrzebowałby około 700 sekund, aby przejść przez każdą próbkę i łącznie pięć lat czasu obliczeniowego, aby przetworzyć próbki, o których myśleli naukowcy. W przeciwieństwie do tego, Juizhang potrzebował mniej niż sekundę na ich przetworzenie. To 180 milionów razy szybciej niż najszybszy obecnie superkomputer na świecie.

Stany Zjednoczone również pracowały nad komputerami kwantowymi i odkryły, że cząstki subatomowe zaangażowane w proces obliczeniowy są podatne na błędy, nawet jeśli są narażone na najmniejsze zakłócenia z otoczenia. Dlatego komputery kwantowe działają w odizolowanych środowiskach i w ekstremalnie niskich temperaturach.

Z drugiej strony, Jiuzhang wykorzystuje światło jako fizyczne medium do obliczeń i nie musi pracować w ekstremalnie niskich temperaturach. Naukowcy twierdzą jednak, że nie wymaga bardzo niskich temperatur do działania.

Zespół celowo wykorzystał niektóre z zaawansowanych algorytmów, które są obecnie w użyciu, aby zademonstrować zalety korzystania z obliczeń kwantowych. Badania wykazały, że nawet wczesne "hałaśliwe" komputery kwantowe oferują wyraźną przewagę nad klasycznymi komputerami.

Zespół badawczy stwierdził, że obliczenia osiągnięte przez Jiuzhanga mogą również pomóc naukowcom w zastosowaniu technologii w takich obszarach, jak eksploracja danych, informacje biologiczne, analiza sieci i badania modelowania chemicznego.

Wyniki badań zostały opublikowane w recenzowanym czasopiśmie Physical Review Letters w zeszłym miesiącu.