В Китае достигли несомненного квантового превосходства

Две группы ученых Хэфэйской национальной лаборатории физических наук при Научно-техническом университете Китая создали два новых квантовых вычислительных устройства на фотонах и сверхпроводниках. Как заявляют авторы работы, им удалось достигнуть несомненного квантового превосходства, то есть решить задачу, которая практически невыполнима на классических компьютерах. Об этом сообщается в нескольких статьях, опубликованных в журнале Physical Review Letters.

Обе группы возглавлял физик Цзянь-Вэй Пань, и в обоих случаях цель заключалась в расчете вероятности состояний частиц на выходе квантовых схем. Это задача проста для обычного компьютера, если схема содержит лишь небольшое количество входов и выходов, однако становится очень сложной и даже невозможной с ростом этого числа.

В первом эксперименте было использовано фотонное устройство Jiuzhang 2.0 — 144-модовый интерферометр с числом возможных исходов, равным 10 в 43-й степени. Исследователи утверждают, что их квантовый компьютер способен рассчитывать выборку выходных данных в 10 в 24-й степени раз быстрее, чем это делает классический суперкомпьютер.

Во второй работе ученые создали квантовый процессор Zuchongzhi на основе сверхпроводников, который имел 66 кубитов, хотя в вычислениях использовались схемы, состоящие из максимум 56 кубитов. Оказалось, что машина способна производить выборочные вычисления в тысячу раз быстрее, чем лучшие суперкомпьютеры мира. Иными словами, задача по отбору проб гауссовских бозонов, на которую у самого мощного суперкомпьютера уйдет восемь лет, Zuchongzhi может решить за 1,2 часа.

Отбор проб гауссовских бозонов (или бозонная выборка) — это специфическая вычислительная задача, решение которой представляет собой распределение вероятностей состояний частиц-бозонов (фотонов в случае с оптическими квантовыми вычислителями) на выходах квантовой схемы.

Александр Еникеев