|
Professor Seleznov
|
По словам разработчиков, новый прототип программируемого фотонного квантового компьютера выполнил сложные вычисления за микросекунды
Часть нового китайского прототипа фотонного квантового компьютера «Цзючжан 4.0». Фото: Синьхуа
Китай представил свой новейший фотонный квантовый компьютер «Цзючжан 4.0». По словам исследователей, он значительно превосходит по производительности самый быстрый в мире классический суперкомпьютер, что ещё больше укрепляет позиции Пекина в гонке за квантовое превосходство.
Результаты, опубликованные 13 мая в рецензируемом журнале Nature, знаменуют собой новую веху в стремительно развивающейся квантовой программе Китая, возглавляемой командой учёных из Китайского университета науки и технологий под руководством китайского квантового физика Пана Цзяньвэя.
Квантовый физик Пан Цзяньвэй возглавляет команду Китайского университета науки и технологий, стоящую за «Цзючжан 4.0», новейшим фотонным квантовым компьютером страны. Фото: Soho
По данным университета в восточном городе Хэфэй, «Цзючжан 4.0» выполнил задачу гауссовой бозонной выборки всего за 25 микросекунд — вычисление, на которое, по их оценкам, у самого мощного в мире суперкомпьютера «El Capitan» (США) ушло бы более 1042 лет.
Задача гауссовой бозонной выборки относится к классу квантовых вычислений, которые классические компьютеры принципиально не могут эффективно выполнить.
«Насколько нам известно, никакие реалистичные классические вычислительные ресурсы не могут позволить алгоритму матричного произведения состояний (MPS) хотя бы приблизиться к точности, достигнутой в нашем эксперименте», — заявила команда в своём сообщении.
«Цзючжан 4.0» работает с 1024 входами в сжатом состоянии через интерферометрическую сеть с 8176 модами и может манипулировать и детектировать до 3050 фотонов — это более чем в 10 раз превышает масштаб, достигнутый в предыдущих экспериментах.
Команда заявила, что их установка позволяет исследовать астрономически большое количество квантовых состояний в диапазоне, настолько сложном, что даже самые мощные современные суперкомпьютеры не смогут его реалистично смоделировать.
Представленная в декабре 2020 года оригинальная машина «Цзючжан» стала первой в мире фотонной системой, продемонстрировавшей квантовое вычислительное преимущество. Фото: Китайский университет науки и технологий
Согласно статье, система достигла 92% эффективности источника и 51% общей эффективности системы, преодолев одно из самых больших препятствий в области фотонных квантовых вычислений — потерю фотонов в крупномасштабных оптических схемах.
«Помимо фундаментального интереса, эта архитектура также позволяет сразу же применять её в эпоху [шумных квантовых систем среднего масштаба], например, для распознавания изображений и криптографических односторонних функций», — написала команда.
Этот прорыв стал очередным скачком в развитии китайской серии «Цзючжан». Модель «Цзючжан 3.0», выпущенная в октябре 2023 года, продемонстрировала фактор квантового превосходства, равный 1016, в то время как первая машина серии «Цзючжан», представленная в декабре 2020 года, стала первой в мире фотонной системой, подтвердившей квантовое вычислительное превосходство.
Это объявление вновь разожгло дискуссию о том, достигнуто ли истинное «квантовое превосходство» (quantum supremacy). Этот спорный термин относится к моменту, когда квантовая машина может решать задачи, которые для классических компьютеров практически неразрешимы.
В отличие от сверхпроводящих квантовых компьютеров, над которыми работают такие американские технологические компании, как Google, IBM и Microsoft, серия «Цзючжан» использует фотонный подход, применяя частицы света вместо сверхпроводящих кубитов.
Сверхпроводящие квантовые компьютеры, как правило, имеют большие размеры и требуют сверхнизких температур для работы, что делает их обслуживание дорогостоящим. Фото: SpinQ
Быстрый прогресс Китая усилил конкуренцию с США, где компании вкладывают значительные средства в отказоустойчивые программируемые квантовые системы, предназначенные для будущих коммерческих применений.
Американские компании в основном сосредоточились на сверхпроводящих архитектурах, направленных на создание универсальных квантовых компьютеров, способных решать широкий спектр задач. Китай, напротив, сосредоточился на достижении экстремальной производительности в специализированных задачах, таких как гауссова бозонная выборка.
Это различие имеет важное значение, поскольку «Цзючжан 4.0» не является универсальным компьютером. Задача, которую он выполняет, носит узкоспециализированный характер и её нельзя напрямую сравнивать с коммерческими рабочими нагрузками, выполняемыми на классических суперкомпьютерах, таких как «Эль-Капитан» или «Фронтир».
Тем не менее, масштабы заявленного разрыва в производительности трудно игнорировать.
Квантовые технологии стали одной из наиболее стратегически важных областей в технологическом соперничестве между Китаем и США, с потенциальными применениями, варьирующимися от шифрования и искусственного интеллекта до открытия лекарств, оборонных симуляций и вычислительной инфраструктуры следующего поколения.
«Цзючжан 4.0», возможно, ещё не поставил точку в гонке за универсальными квантовыми вычислениями, но последнее достижение Китая ещё больше укрепляет его позицию в качестве одной из ведущих мировых держав в области фотонных квантовых технологий.-Источник
|
