Simply enter your keyword and we will help you find what you need.

What are you looking for?

Google ogłasza supremację kwantową

Naukowcy z Google twierdzą, że ich komputer kwantowy w 3 minuty i 20 sekund rozwiązał problem, który zająłby nawet najszybszym komputerom na świecie 10 tysięcy lat. Wydarzenie to zostało okrzyknięte w renomowanym czasopiśmie Nature kamieniem milowym w informatyce o znaczeniu porównywalnym z pierwszymi lotami braci Wright. Na blogu Google możemy przeczytać o supremacji kwantowej. Czy doszło do rewolucji, która zmieni świat?

Komputer kwantowy Sycamore – o którym mowa, został opracowany i zbudowany przez zespół inżynierów należącego do Google laboratorium Quantum AI Lab pod kierownictwem Johna Martinisa. Choć nazywany jest komputerem, różni się diametralnie od nawet najbardziej nowoczesnych, ale klasycznych maszyn. 

Nowy rodzaj komputera

Standardowe komputery przetwarzają dane zapisując je za pomocą dwóch cyfr: zera i jedynki. Wykonują obliczenia z „bitami”. „Kubit” – lub bit kwantowy – jest ich nowszą wersją. Oprócz wartości 0 lub 1 może przyjmować jednocześnie wszystkie wartości pomiędzy tymi liczbami. To pozwala diametralnie zwiększyć możliwości obliczeniowe komputerów, gdyż są zdolne do przechowywania oraz przenoszenia znacznie większej liczby informacji niż bit. Komputery kwantowe mogą zostać wykorzystane do wielu równoległych wyliczeń w jednym cyklu. Dlatego gdy klasyczny komputer wymagałby tysięcy kroków, aby rozwiązać trudny problem, komputer kwantowy może wykonać to samo zadanie w zaledwie dwóch lub trzech krokach.

Stworzenie komputera kwantowego nie jest łatwym zadaniem. Jego największą wadą jest bowiem dekoherencja. Wystarczy zmiana temperatury, wibracja czy jakikolwiek inny fizyczny bodziec by doprowadziło to do „wykolejenia” obliczeń komputerowych. Wtedy dochodzi do spontanicznej utraty informacji z kubitów i w rezultacie błędów w obliczeniach. Komputery kwantowe muszą być zatem bardzo dobrze odizolowane od otoczenia. Co prawda, istnieją metody korekcji błędów spowodowanych dekoherencją, ale nie są one jeszcze doskonałe.

Wyścig do supremacji kwantowej

Od czasu pojawienia się pierwszych eksperymentalnych kubitów firmy technologiczne ścigają się, aby zademonstrować coś, co amerykański fizyk John Preskill nazwał „supremacją kwantową”. Preskill ukuł to zdanie, aby zdefiniować punkt zwrotny w historii obliczeń. Będzie nim moment, kiedy komputery kwantowe pokażą swój prawdziwy potencjał poprzez rozwiązywanie problemów z którymi nie poradzą sobie standardowe maszyny. 23 października 2019 roku, Google ogłosił, że ich komputer kwantowy Sycamore osiągnął supremację kwantową. Jak do tego doszło? 

Kwantowy procesor Google składa się z 142 kubitów, z czego kontrolowanych jest 54. W eksperymencie użyto 53 kubity, gdyż jeden okazał się wadliwy i nie działał. Sycomore wygenerował przypadkowy rozkład liczb w systemie dwójkowym, a następnie zdołał go błyskawicznie sprawdzić i potwierdzić wynik. Cały ten proces zajął zaledwie 200 sekund. Google podaje, że dla porównania, podobna operacja obliczeniowa wykonana przez największy i najszybszy klasyczny superkomputer zajęłaby 10 tysięcy lat.

Odpowiedź konkurencji była natychmiastowa. IBM na swoim blogu napisał, że Google przeszacował to, jak trudne jest zadanie, któremu podołał Sycamore i klasyczny superkomputer poradziłby sobie z nim w 2,5 dnia, a nie 10 tysięcy lat. Nadal jednak jest to znacznie dłuższy okres niż ten osiągnięty przez Sycomore. 

Czy nastąpił przełom w informatyce? 

Weryfikacja supremacji kwantowej jest niezwykle trudna. Nawet jeżeli do niej doszło, jak podkreśla John Preskill, obliczenia dokonane przez procesor Google nie mają praktycznego zastosowania. Służyły tylko sprawdzeniu ich możliwości. Steve Brierley, CEO firmy Riverlane z Cambridge, zajmującej się oprogramowaniem do obsługi oprogramowania kwantowego, powiedział natomiast: „To zdecydowanie niesamowite osiągnięcie. Myślę, że to będzie jeden z tych momentów, kiedy ludzie spojrzą w przeszłość i powiedzą: „To był czas, który naprawdę zmienił tę dziedzinę obliczeń kwantowych.” To także świetny moment, aby przestać mówić o supremacji kwantowej, która ma niefortunne konotacje historyczne i przejdźmy do rozmowy na temat przewagi kwantowej, która ma przydatne zastosowanie”. 

Komputery kwantowe mają rozwiązywać problemy, które są zbyt wymagające, aby mogły im podołać klasyczne komputery. Naukowcy oczekują, że wywrą wpływ na takie dziedziny jak farmacja (miałyby analizować składy nowych leków), technologia (miałyby projektować nowe materiały, np. lepsze akumulatory i baterie), prognozowanie pogody czy finanse (miałyby projektować portfele inwestycyjne). 

Porównanie wyczynu Googla do lotu braci Wright jest trafnym porównaniem. Samolot braci nie był pierwszym pojazdem latającym w powietrzu i nie rozwiązał żadnego pilnego problemu z transportem. Nie oznaczał on również początku końca dla innych środków transportu. Zamiast tego udowodniono, że lot z własnym napędem samolotu, który był cięższy od powietrza, jest w ogóle możliwy. Nadzieja na przyszłość w powietrzu była najważniejsza, a nie to co się praktycznie wydarzyło podczas pierwszego lotu. Tak samo jest z pierwszym raportem o kwantowej supremacji obliczeniowej. 

Więcej o nowych technologiach na Digital News.

Inline
Inline