(Universität für Wissenschaft und Technologie von China) Wir haben noch einen Quanten-Computing Es gibt einen Meilenstein zu vermelden: Forscher in China stellen einen hochentwickelten 66-Qubit-Quanten-Supercomputer namens Zuchongzhi vor, der nach einer wichtigen Kennzahl die leistungsstärkste Maschine ihrer Art ist, die wir bisher gesehen haben.
Die Leistung von Zuchongzhi ist zweifellos beeindruckend: Er hat eine bestimmte Quanten-Benchmark-Aufgabe in etwa 70 Minuten abgeschlossen, und seine Entwickler behaupten, dass der bisher leistungsstärkste „klassische“ (Nicht-Quanten-)Supercomputer der Welt etwa acht Jahre brauchen würde, um die gleiche Menge zu bewältigen von Berechnungen.
Das bedeutet, dass Zuchongzhi Ansprüche geltend machen kann Quantenüberlegenheit , ein Status in Quanten-Computing Das bedeutet, dass eine Maschine Aufgaben erledigen kann, die über die besten klassischen Computer hinausgehen. Es ist eine Bar schon einmal erreicht worden , aber sehr selten.
„Unsere Arbeit stellt einen eindeutigen Quantencomputervorteil dar, der für klassische Berechnungen in angemessener Zeit nicht realisierbar ist“, erklären die Forscher in einem Vordruckpapier Beschreibung des Experiments.
„Die hochpräzise und programmierbare Quantencomputerplattform öffnet eine neue Tür zur Erforschung neuartiger Vielteilchenphänomene und zur Implementierung komplexer Quantenalgorithmen.“
Designschema des Zuchongzhi-Quantenprozessors. (Universität für Wissenschaft und Technologie von China)
Qubits oder Quantenbits haben einen grundlegenden Vorteil gegenüber klassischen Rechenbits, da sie nicht nur als Einsen oder Nullen festgelegt sind, sondern durch einen Quantentrick, der als „Quantentrick“ bezeichnet wird, auch effektiv als beides gleichzeitig fungieren können Überlagerung , was die verfügbare Rechenleistung exponentiell erhöht.
Die Anzahl der Qubits ist zwar nicht der einzige entscheidende Faktor dafür, wie leistungsfähig ein Qubit ist so viel wie ein Computer ist vielleicht das Wichtigste. In dieser speziellen Forschungsarbeit verwendete Zuchongzhi 56 Qubits (von den verfügbaren 66), um ein bekanntes, aber sehr komplexes Rechenproblem anzugehen: die Abtastung der Ausgabeverteilung zufälliger Quantenschaltungen.
Die Aufgabe galt als etwa 100- bis 1.000-mal schwieriger als eine Aufgabe, die zuvor mit dem 54-Qubit bewältigt wurde Quantencomputer Google Sycamore , und es zeigt, welchen großen Leistungsunterschied jedes zusätzliche Qubit bewirken kann.
Es ist jedoch erwähnenswert, dass es unterschiedliche Ansätze für das Quantencomputing gibt: Zuchongzhi verwendet optische Schaltkreise und Photonen, um seine Qubits zu verwalten und zu verarbeiten, während Sycamore auf Elektronen und basiert Supraleiter . Auch bei der Berechnung und Messung der Ergebnisse kann es Unterschiede geben.
Vielseitigkeit ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt – ob ein Quantencomputer mehrere Aufgaben ausführen kann oder nur eine einzige, für die er speziell entwickelt wurde (sowohl Sycamore als auch Zuchongzhi punkten hier gut und können mehrere Aufgaben übernehmen).
Vor diesem Hintergrund ist der Vergleich dieser Maschinen untereinander nicht immer hilfreich oder besonders aufschlussreich, obwohl es kaum Zweifel daran gibt, dass das, was wir hier haben, ein weiterer entscheidender Fortschritt für das Quantencomputing ist.
Mit so vielen Prototypen Quantencomputer Sie fragen sich vielleicht, warum einige Wissenschaftler immer noch bezweifeln, ob Quantencomputer jemals zu einer praktischen Technologie werden werden. Das liegt daran, dass die heute verwendeten Maschinen noch experimentell sind und für den Betrieb sehr präzise, superkalte Laborbedingungen erfordern, normalerweise für sehr kurze Zeiträume.
Mit anderen Worten: Sie werden noch keinen Quantencomputer auf Ihrem Schreibtisch haben – obwohl wir mit jedem Meilenstein, den Wissenschaftler erreichen können, der Verwirklichung des wahren Potenzials des Quantencomputings ein Stück näher kommen.
Wir sollten bei diesen Ergebnissen Vorsicht walten lassen, da die Forschung noch keiner Peer-Review unterzogen werden muss, aber angesichts der Erfolgsbilanz des Teams und der Detailliertheit ihrer Experimente verdient dies sicherlich unsere Aufmerksamkeit – und des Physikers Peter Knight von Imperial Das College London im Vereinigten Königreich ist einer der Wissenschaftler, der die Entwicklungen begrüßt.
„Das freut mich sehr“, sagte Knight, der nicht an der Forschung beteiligt war Neuer Wissenschaftler . „Das hat wirklich gezeigt, was wir immer zu wissen glaubten, es aber experimentell nicht bewiesen haben: dass man eine klassische Maschine immer schlagen kann, indem man ein paar weitere Qubits hinzufügt.“
Über die Ergebnisse wird auf der Pre-Print-Website berichtet arXiv.org .