„Quantinuum“ pademonstravo eksponentinį kvantinį pranašumą naujame bandyme

„Quantinuum“ ↗ 25.99% vadovaujama mokslininkų komanda pademonstravo, kad kvantinis kompiuteris gali eksponentiškai pranokti bet kokią klasikinę strategiją naujai sukurtame teste, o atotrūkis tarp jų didėja didėjant problemų mastui. Rezultatai, antradienį paskelbti „Nature Communications“, siūlo tai, ką tyrėjai apibūdina kaip „besąlygišką ir eksponentiškai didelį klasikinio veikimo pažeidimą“ – išvadą, kuri nesiremia neįrodytais matematiniais spėjimais.nature+1

Eksperimentas orientuotas į „papildymo atrankos žaidimą“, kuriame teisėjas slapta padalija visus galimus problemos atsakymus į dvi lygias grupes. Kompiuteris gauna vieną atsakymą iš pirmosios grupės ir turi pateikti atsakymą iš antrosios. Klasikinis kompiuteris beveik neturi naudingos informacijos, su kuria galėtų dirbti, o jo sėkmės tikimybė eksponentiškai mažėja didėjant problemai. Priešingai, kvantinis kompiuteris gali išlaikyti visą galimybių rinkinį superpozicijoje ir paversti jį savo papildymu prieš išmatuojant atsakymą.thequantuminsider

Atotrūkio didinimas naudojant tikrąją aparatinę įrangą

Atlikdama žaidimą „Quantinuum“ H2 įstrigusių jonų procesoriuose, komanda išbandė tūkstančius skirtingų grandinių, naudodama iki 55 fizinių kubitų ir iki 37 bitų ilgio bitų eilutes. Visais išbandytais dydžiais kvantinė sistema surinko daugiau taškų nei matematiškai įrodyta riba klasikinėms strategijoms. Didžiausios 37 bitų problemos atveju teorinis kvantinis ir klasikinis atotrūkis viršijo 137 milijardus su vienu. Stebimi rezultatai glaudžiai atitiko optimalios kvantinės strategijos numatytą modelį, nors triukšmas sukėlė tam tikrų nukrypimų didžiausiose grandinėse.phys+1

Kuo šis testas išsiskiria

Ankstesnės kvantinio pranašumo demonstracijos, tokios kaip atsitiktinių grandinių atranka, paprastai priklausė nuo prielaidų apie skaičiavimo sudėtingumą, kurios lieka neįrodytos. Tokių rezultatų patikrinimui taip pat gali prireikti neįtikėtinai brangių klasikinių simuliacijų. „Papildymo atrankos žaidimas“ išvengia abiejų problemų: klasikinio veikimo riba yra gauta iš matematinio įrodymo, o rezultatus gali efektyviai patikrinti klasikinis kompiuteris.newsminimalist+2

Mokslininkai įspėjo, kad eksperimentas nenustato bendrosios paskirties kvantinio pranašumo ir nedemonstruoja tiesioginio komercinio pritaikymo. Pagrindinė demonstracija taip pat darė prielaidą, kad teisėjo būsenos paruošimo procesu galima pasitikėti, o teisėjo ir žaidėjo patalpinimas tame pačiame procesoriuje paliko vietos būsimiems, griežtesniems bandymams tarp fiziškai atskirų kvantinių kompiuterių, sujungtų kvantiniu ryšio kanalu.thequantuminsider

Žvilgsnis į ateitį

Tyrimo duomenimis, žaidimo mastelio didinimas iki didesnių problemų dydžių greičiausiai pareikalaus klaidoms atsparių kvantinių kompiuterių, gebančių ištaisyti klaidas skaičiavimo metu. Komanda, kurioje dirba Marcello Benedetti, Gabriel Marin-Sanchez, Jordi Weggemans, Matthias Rosenkranz ir Harry Buhrman, paliko atvirą klausimą, ar susijęs žaidimas galėtų sukurti dar didesnį, super-eksponentinį atskyrimą tarp kvantinių ir klasikinių strategijų.thequantuminsider