Quantinuum osoitti eksponentiaalisen kvanttietulyönnin uudessa testissä

Quantinuumin ↗ 25.99% johtama tutkijaryhmä on osoittanut, että kvanttitietokone voi suoriutua eksponentiaalisesti paremmin kuin mikään klassinen strategia uudessa testissä, jossa ero näiden kahden välillä kasvaa ongelmien laajentuessa. Tiistaina Nature Communications -lehdessä julkaistut tulokset tarjoavat tutkijoiden mukaan "ehdottoman ja eksponentiaalisesti suuren poikkeaman klassisuudesta" – havainnon, joka ei perustu todistamattomiin matemaattisiin oletuksiin.nature+1

Koe keskittyy "komplementaariseen otantapeliin", jossa tuomari jakaa salaa kaikki mahdolliset vastaukset ongelmaan kahteen yhtä suureen ryhmään. Tietokone saa yhden vastauksen ensimmäisestä ryhmästä ja sen on tuotettava vastaus toisesta. Klassisella tietokoneella ei ole juuri lainkaan hyödyllistä tietoa käytettävissään, ja sen onnistumismahdollisuudet pienenevät eksponentiaalisesti ongelman kasvaessa. Kvanttitietokone sen sijaan voi pitää koko mahdollisuuksien joukkoa superpositiossa ja muuntaa sen komplementikseen ennen vastauksen mittaamista.thequantuminsider

Eron kasvattaminen todellisella laitteistolla

Käyttämällä peliä Quantinuumin H2-ioniloukkusuorittimilla, tiimi testasi tuhansia erillisiä piirejä käyttäen jopa 55 fyysistä kubittia ja jopa 37 bitin pituisia bittijonoja. Jokaisessa testatussa koossa kvanttijärjestelmä saavutti tuloksen, joka ylitti klassisten strategioiden matemaattisesti todistetun ylärajan. Suurimmassa 37 bitin ongelmassa teoreettinen kvantti-klassinen ero ylitti 137 miljardia yhtä vastaan. Havaitut tulokset vastasivat läheisesti optimaalisen kvanttistrategian ennustamaa mallia, vaikka kohina aiheutti jonkin verran poikkeamia suurimmissa piirikoissa.phys+1

Mikä tekee tästä testistä poikkeuksellisen

Aiemmat kvanttietua koskevat demonstraatiot, kuten satunnaisten piirien otanta, ovat yleensä perustuneet oletuksiin laskennallisesta vaativuudesta, joita ei ole todistettu. Tällaisten tulosten varmentaminen voi myös vaatia kohtuuttoman kalliita klassisia simulaatioita. Komplementaarinen otantapeli välttää molemmat ongelmat: klassisen suorituskyvyn yläraja on johdettu matemaattisesta todistuksesta, ja klassinen tietokone voi tarkistaa tulokset tehokkaasti.newsminimalist+2

Tutkijat varoittivat, ettei koe vielä muodosta yleiskäyttöistä kvanttietua tai osoita välitöntä kaupallista sovellusta. Päädemonstraatiossa oletettiin myös, että tuomarin tilanvalmisteluprosessiin voitiin luottaa, ja tuomarin sekä pelaajan sijoittaminen samaan suorittimeen jätti tilaa tuleville, tiukemmille testeille fyysisesti erillisten kvanttitietokoneiden välillä, jotka on yhdistetty kvanttiviestintäkanavalla.thequantuminsider

Katse tulevaisuuteen

Tutkimuksen mukaan pelin skaalaaminen suurempiin ongelmakokoihin vaatii todennäköisesti virhesietoisia kvanttitietokoneita, jotka kykenevät korjaamaan virheitä laskennan aikana. Tiimi, johon kuuluvat Marcello Benedetti, Gabriel Marin-Sanchez, Jordi Weggemans, Matthias Rosenkranz ja Harry Buhrman, jätti avoimeksi kysymyksen siitä, voisiko vastaava peli tuottaa vielä suuremman, superekponentiaalisen eron kvantti- ja klassisten strategioiden välille.thequantuminsider