Созданный в Китае фотонный квантовый компьютер Цзючжан 4.0 завершил сложнейшее вычисление за микросекунды
Китай представил свой новейший фотонный квантовый компьютер Цзючжан 4.0, который претендует на достижение квантового превосходства. Эта машина выполнила сложное вычисление за микросекунды, тогда как самому быстрому в мире классическому суперкомпьютеру для этой же задачи потребовалось бы 10^42 года, что невообразимо превышает возраст Вселенной.
Квантовые компьютеры, которые часто называют следующим рубежом вычислительной техники, создаются для выполнения расчётов, невозможных для классических машин. Учёные надеются, что с их помощью удастся решить такие проблемы, как изменение климата, и ускорить открытие новых лекарств. В основе квантовых вычислений лежат кубиты, способные одновременно хранить несколько значений, в отличие от бинарных битов, которые могут быть только 0 или 1. Это экспоненциально увеличивает их способность проводить сложные расчёты. В то время как исследования под руководством США сосредоточены на использовании сверхпроводящих кубитов, китайский Цзючжан использует фотонный подход, где для вычислений применяются частицы света.
Впервые представленный в 2020 году, аппарат Цзючжан стал первой в мире фотонной системой, продемонстрировавшей квантовое вычислительное преимущество. Под руководством физика Пань Цзяньвэя разработка машины быстро прогрессировала, и новая версия Цзючжан 4.0 была представлена на этой неделе. Согласно сообщениям, четвёртая версия работает с 1 024 сжатыми входными сигналами в 8176-модовой интерферометрической сети. Система способна одновременно манипулировать и обнаруживать 3050 фотонов, что в 10 раз больше, чем у её предшественника.
Исследователи из Научно-технического университета Китая, где и была создана машина Цзючжан, поручили новой версии выполнить так называемую выборку гауссовых бозонов. По оценкам, самый быстрый суперкомпьютер в США под названием El Capitan потратил бы на эту выборку 10^42 лет. Цзючжан 4.0 выполнил её за считанные микросекунды. Машина также достигла 92-процентной эффективности источника и 51-процентной общей эффективности системы. Это важно, поскольку потеря фотонов является серьёзной проблемой для фотонных квантовых компьютеров и главным узким местом в развитии этой технологии.
С этим достижением Китай заявляет о квантовом превосходстве, однако не все убеждены в этом окончательно. Американская инициатива в области квантовых компьютеров фокусируется на создании отказоустойчивых, программируемых устройств, способных запускать коммерческие приложения. Китайский Цзючжан, напротив, является узкоспециализированным квантовым компьютером и превосходен только в специфических задачах, таких как выборка гауссовых бозонов. Классические суперкомпьютеры могут обрабатывать широкий спектр задач, тогда как Цзючжан пока не обладает такой универсальностью. Тем не менее, его достижения трудно игнорировать. Как заявили исследователи, никакие реалистичные классические вычислительные ресурсы не могут достичь точности, полученной в их эксперименте.
Хотя Цзючжан 4.0, возможно, не является лучшим квантовым компьютером из когда-либо созданных, он демонстрирует лидерство Китая в квантовых вычислениях. Даже если эта машина превосходна лишь в одной специфической задаче, Китай в будущем сможет быстро разработать подобные специализированные системы для различных областей, включая открытие лекарств, искусственный интеллект и даже оборонные приложения.