Naujas testas rodo: kvantiniai kompiuteriai nuo mokslinės naudos atsilieka 100 000 kartų

Dabartiniai kvantiniai kompiuteriai maždaug penkiomis eilėmis atsilieka nuo skaičiavimo pajėgumų, reikalingų pripažintoms mokslinėms problemoms spręsti, teigiama naujame lyginamajame tyrime, paskelbtame išankstinių publikacijų serveryje „arXiv“. Šiame „Sandia National Laboratories“ mokslininkų atliktame tyrime, prie kurio prisidėjo „Quantinuum“ ir NVIDIA ↘ 3.36%, pristatoma sistema QUOPS: kvantinių universalųjų operacijų našumo sistema, matuojanti ir grandinių, kurias mašina gali įvykdyti, mastą, ir jų atlikimo greitį.thequantuminsider+1

Naujas kvantinių mašinų matas

Kvantinės aparatinės įrangos gamintojai savo sistemas paprastai apibūdina naudodami kubitų skaičių, ventilių tikslumą ir greitį, tačiau šie komponentų lygio rodikliai ne visada leidžia numatyti, kaip visa mašina veiks atlikdama sudėtingus skaičiavimus. QUOPS vietoj to vertina kvantinį kompiuterį kaip vientisą sistemą: pateikia jam įvairaus pločio bei gylio atsitiktines grandines ir tikrina, ar rezultatas viršija iš anksto nustatytą tikslumo slenkstį.thequantuminsider+1

Šis testas našumą apibendrina dviem skaičiais: Q, reiškiančiu didžiausią reikalavimus atitinkančią grandinę, kurią mašina gali paleisti, ir omega: efektyvųjį per sekundę atliktų kvantinių operacijų skaičių tame maste. Kartu jie atskleidžia kompromisą, kurį pavienės specifikacijos užmaskuoja.thequantuminsider

Skirtingų architektūrų kompromisai

Mokslininkai išbandė šį testą su „Google Alphabet Inc.“ ↗ 3.06%, „IBM International Business Machines Corporation“ ↗ 2.38% ir „Quantinuum“ procesoriais. „Google“ procesorius „Willow“ ir IBM „Boston“, kurie abu yra viršlaidžios sistemos, operacijas atliko greičiau ir pasiekė didesnę QUOPS spartą. „Quantinuum“ pagautų jonų procesorius „Helios“, užtikrinantis visapusį kubitų sujungiamumą, sėkmingai apdorojo didesnes grandines ir pasiekė aukštesnį Q įvertinimą, tačiau veikė mažesniu greičiu.quantinuum+1

Šis palyginimas neišskiria vienos architektūros kaip pranašesnės. Priešingai, rezultatai rodo, kad mašinos našumą pasiekia per skirtingus tikslumo, greičio ir sujungiamumo derinius: kompromisus, kurie gali turėti skirtingą reikšmę priklausomai nuo darbo krūvio.thequantuminsider

Kelias į mokslinę naudą

Nustatę išteklių poreikius tokioms užduotims kaip RSA-2048 faktoringas ir FeMoco energijos tikrinių reikšmių skaičiavimas, tyrėjai nustatė, kad tiksliniai Q įvertinimai siekia šimtus milijonų. Dabartinė aparatinė įranga nuo šių tikslų atsilieka apie 100 000 kartų, o tai patvirtina siekį kurti klaidoms atsparią kvantinę kompiuteriją, kuri naudoja klaidų taisymą, kad apsaugotų skaičiavimus nuo susikaupusio triukšmo.quantumcomputingreport+1

Komanda taip pat pritaikė QUOPS nedidelei klaidoms atspariai sistemai, naudodama iki aštuonių loginių kubitų „Quantinuum“ sistemoje „Helios-1“. Tai įrodė, kad tas pats testas gali sekti ir dabartines fizinių kubitų mašinas, ir atsirandančias loginių kubitų sistemas. Straipsnis dar nebuvo recenzuotas.thequantuminsider+1