Kvantum számítógép
Az IBM kutatói egy 127-kubit Eagle kvantum számítógépet állítottak szembe egy hagyományos szuperszámítógéppel egy bonyolult számítási feladatban, és a kvantum számítógép győzött.
A kvantum számítógépek már évtizedek óta izgalmat keltenek, de eddig nem sikerült olyan kvantum számítógépet építeni, amely minden hagyományos számítógépet felülmúlna. Ennek részben az az oka, hogy az összes jelenlegi kvantum számítógép "zajos", az eredményeik hibákkal terheltek, hasonlóan ahhoz, ahogy a hang elvész egy recsegő felvételen. Most az IBM Abhinav Kandala és kollégái bebizonyították, hogy még egy zajos kvantum számítógép is pontosabb lehet a számításokban, mint egy hagyományos gép.
Az IBM Eagle kvantum számítógépét, amely 127 kvantumbitet vagy qubitet tartalmaz, összehasonlították a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium szuperszámítógépével Kaliforniában. Mindkettőnek az volt a feladata, hogy kiszámítsa egy részecskegyűjtemény, például spinel rendelkező atomok viselkedésének legvalószínűbb módját, amelyek rácsba rendezettek és kölcsönhatásba lépnek egymással. Ez a probléma a részecskék számával növekszik. Egy bizonyos részecskeszámig a kutatók pontosan meg tudják oldani a releváns egyenleteket egy számítógépen. A szuperszámítógépek és közelítési módszerek kezelni tudják a számításokat, amikor nagyobb számú részecske van jelen, de végül a számítások olyan bonyolulttá válnak, hogy a hagyományos számítógépek képtelenek megoldani.
Az IBM kutatói szerették volna tesztelni az Eagle-t az általuk kifejlesztett módszerekkel, amelyek a zajhatások enyhítésére szolgálnak minden esetben. Amikor a szuperszámítógép be tudta fejezni a számításokat, a két módszer eredményei megegyeztek. De amikor a bonyolultság egy bizonyos ponton túllépte a határt, a szuperszámítógép megbukott, míg az Eagle még mindig képes volt megoldást adni. Bár nem volt mód arra, hogy teszteljék, hogy az Eagle eredménye helyes-e, Kandala szerint a kvantum számítógép jó egyezést mutatott az eddig ismert számításokkal, ami megerősítette a csapatukban a bizalmat abban, hogy a kvantum számítógép átment a teszten.
Az IBM csapata nem állítja, hogy elérte a kvantumfölényt, ami azt jelentené, hogy az Eagle teljesítménye lehetetlen lenne bármely hagyományos számítógép és algoritmus számára. Nem tesztelték a kvantum számítógépet minden létező hagyományos megközelítéssel. Kandala szerint ez nem volt a céljuk, mivel azt várja, hogy a klasszikus számítási módszerek továbbra is fejlődni fognak, de ő és kollégái szerették volna tesztelni a jelenleg elérhető kvantum processzorok hasznosságát. Azt mondja, hogy az ezekhez a számításokhoz használt módszereket alkalmazni lehetne más problémák szélesebb körére is, például anyagok vagy molekulák viselkedésének kiszámítására, amelyek érdekesek a biológia és a kémia területén.
Xavier Waintal a franciaországi CEA Grenoble-ban úgy véli, hogy egy kvantum számítógép valódi hasznosságának bizonyítása egy olyan kísérleten túl, amely kifejezetten a számítási teljesítmény bemutatására irányul, nagy kihívás. Azt mondja, hogy az Eagle hardveres teljesítménye lenyűgöző és fontos mérföldkő, de kétkedik abban, hogy mennyi hasznot lehet kinyerni a bemutatott képességekből.
"Valóban nehéz bizonyítani, hogy egy eszköz olyasmit csinál, amit egy klasszikus számítógépen lehetetlen szimulálni. Minden létező technikára és még nem létező technikára is bizonyítanod kellene" - mondja Mark Howard az írországi Galway Egyetemen. De a kvantum és a klasszikus számítógépek közötti verseny történelmileg javította a kutatók mindkét használatát. Az IBM csapata már tervezi, hogy megismétli kísérletét bonyolultabb számításokkal és nagyobb, így potenciálisan erősebb kvantum számítógépekkel. A remény az, hogy további fejlesztéssel a kvantum számítógépek hozzájárulhatnak az új anyagok létrehozásához akkumulátorokhoz vagy műtrágyákhoz, vagy új vegyületekhez gyógyszerek számára.
Forrás: Nature
A kvantum számítógépek már évtizedek óta izgalmat keltenek, de eddig nem sikerült olyan kvantum számítógépet építeni, amely minden hagyományos számítógépet felülmúlna. Ennek részben az az oka, hogy az összes jelenlegi kvantum számítógép "zajos", az eredményeik hibákkal terheltek, hasonlóan ahhoz, ahogy a hang elvész egy recsegő felvételen. Most az IBM Abhinav Kandala és kollégái bebizonyították, hogy még egy zajos kvantum számítógép is pontosabb lehet a számításokban, mint egy hagyományos gép.
Az IBM Eagle kvantum számítógépét, amely 127 kvantumbitet vagy qubitet tartalmaz, összehasonlították a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium szuperszámítógépével Kaliforniában. Mindkettőnek az volt a feladata, hogy kiszámítsa egy részecskegyűjtemény, például spinel rendelkező atomok viselkedésének legvalószínűbb módját, amelyek rácsba rendezettek és kölcsönhatásba lépnek egymással. Ez a probléma a részecskék számával növekszik. Egy bizonyos részecskeszámig a kutatók pontosan meg tudják oldani a releváns egyenleteket egy számítógépen. A szuperszámítógépek és közelítési módszerek kezelni tudják a számításokat, amikor nagyobb számú részecske van jelen, de végül a számítások olyan bonyolulttá válnak, hogy a hagyományos számítógépek képtelenek megoldani.
Az IBM kutatói szerették volna tesztelni az Eagle-t az általuk kifejlesztett módszerekkel, amelyek a zajhatások enyhítésére szolgálnak minden esetben. Amikor a szuperszámítógép be tudta fejezni a számításokat, a két módszer eredményei megegyeztek. De amikor a bonyolultság egy bizonyos ponton túllépte a határt, a szuperszámítógép megbukott, míg az Eagle még mindig képes volt megoldást adni. Bár nem volt mód arra, hogy teszteljék, hogy az Eagle eredménye helyes-e, Kandala szerint a kvantum számítógép jó egyezést mutatott az eddig ismert számításokkal, ami megerősítette a csapatukban a bizalmat abban, hogy a kvantum számítógép átment a teszten.
Az IBM csapata nem állítja, hogy elérte a kvantumfölényt, ami azt jelentené, hogy az Eagle teljesítménye lehetetlen lenne bármely hagyományos számítógép és algoritmus számára. Nem tesztelték a kvantum számítógépet minden létező hagyományos megközelítéssel. Kandala szerint ez nem volt a céljuk, mivel azt várja, hogy a klasszikus számítási módszerek továbbra is fejlődni fognak, de ő és kollégái szerették volna tesztelni a jelenleg elérhető kvantum processzorok hasznosságát. Azt mondja, hogy az ezekhez a számításokhoz használt módszereket alkalmazni lehetne más problémák szélesebb körére is, például anyagok vagy molekulák viselkedésének kiszámítására, amelyek érdekesek a biológia és a kémia területén.
Xavier Waintal a franciaországi CEA Grenoble-ban úgy véli, hogy egy kvantum számítógép valódi hasznosságának bizonyítása egy olyan kísérleten túl, amely kifejezetten a számítási teljesítmény bemutatására irányul, nagy kihívás. Azt mondja, hogy az Eagle hardveres teljesítménye lenyűgöző és fontos mérföldkő, de kétkedik abban, hogy mennyi hasznot lehet kinyerni a bemutatott képességekből.
"Valóban nehéz bizonyítani, hogy egy eszköz olyasmit csinál, amit egy klasszikus számítógépen lehetetlen szimulálni. Minden létező technikára és még nem létező technikára is bizonyítanod kellene" - mondja Mark Howard az írországi Galway Egyetemen. De a kvantum és a klasszikus számítógépek közötti verseny történelmileg javította a kutatók mindkét használatát. Az IBM csapata már tervezi, hogy megismétli kísérletét bonyolultabb számításokkal és nagyobb, így potenciálisan erősebb kvantum számítógépekkel. A remény az, hogy további fejlesztéssel a kvantum számítógépek hozzájárulhatnak az új anyagok létrehozásához akkumulátorokhoz vagy műtrágyákhoz, vagy új vegyületekhez gyógyszerek számára.
Forrás: Nature
