Квантовият компютър на IBM победи един от най-мощните суперкомпютри

Квантовият компютър Eagle на IBM надмина конвенционален суперкомпютър при решаването на сложни математически изчисления. Това е и първата демонстрация на квантов компютър с над 100 кубита, който получава точни резултати, се казва в прессъобщение на компанията.

Кубитите, съкратено от квантови битове, са аналози на битовете в квантовите компютри. И двете са първичните или най-малките единици информация. Въпреки това, за разлика от битовете, които могат да съществуват в две състояния - 0 или 1, кубитът може да представлява всяко едно от състоянията или в суперпозиция, в която съществува във всяка пропорция от двете състояния.

Учените работят върху използването на суперпозицията за изчисляване на големи количества информация за частица от времето, което би отнело на суперкомпютър. Тъй като обаче суперпозицията може да бъде нарушена дори от най-малката намеса от външната среда, квантовите компютри са податливи на грешки.

Работата с шумовете

Учените се стремят да работят с възможно най-малко кубити с цел шумовете да бъдат колкото се може по-малко. В близкото минало обаче изследователите започнаха да предпочитат работата с тези шумове, тъй като увеличаването на броя на кубитите има експоненциални предимства.

Екип от изследователи, ръководен от Абхинав Кандала от IBM, използва подобен подход и реши да провери възможностите на своят квантов компютър със сравнително висок шум срещу мощния конвенционален суперкомпютър в Националната лаборатория „Лорънс Бъркли“ в Калифорния.

И двата компютъра са били накарани да изчислят най-вероятното поведение на поток от частици, например атоми със спин, подредени във вид на мрежа и взаимодействащи помежду си.

Провалът на суперкомпютъра

Изследователите открили, че уравненията могат да бъдат решени точно само за определен брой частици. Но с увеличаването на броя на частиците в пъзела, за изчисляване на решението били необходими методи като апроксимация и резултатите на двете машини съвпадали. Накрая обаче изчисленията станали толкова сложни, че суперкомпютърът вече не можел да се справи с тях.

За разлика от него, квантовият компютър на IBM продължил да генерира отховори. Въпреки, че екипът не е разполагал с никакви средства за проверка точността на резултатите, те съвпадат с теоретичните изчисления.

Въпреки, че по този начин за първи път е демонстрирана правилната работа на квантов компютър с над 100 кубита (Eagle разполага със 127), изследователският екип далеч не претендира за квантово превъзходство. За това превъзходство се счита етапът, в който квантовите компютри достигат нива, които са невъзможни за постигане от суперкомпютрите.

IBM, която непрекъснато създава и усъвършенства своите суперкомпютри очаква технологията да се усъвършенства и да увеличи възможностите си през следващите години. Компанията тества и квантови процесори, които се очаква да бъдат от решаващо значение за изчислителните решения в областта на материалознанието, здравеопазването и физиката.