Фотонный компьютер подключили к интернету Канадская компания | Метро на Марсе

Фотонный компьютер подключили к интернету

Канадская компания Xanadu Quantum Technologies представила усовершенствованную версию квантового компьютера Borealis, кодирующего данные в 216 запутанных фотонах. Он уже доступен для удалённого использования научным сообществом.

Разработчики заявили о достижении квантового превосходства: за 36 микросекунд Borealis решил задачу, на выполнение которой лучшему суперкомпьютеру потребовалось бы не менее 9000 лет.

Однако, как и создатели квантового процессора Google Sycamore, они недоговаривают. Для доказательства превосходства квантовых систем над суперкомпьютерами намеренно подбираются алгоритмы, которые очень медленно выполняются на обычных чипах, да и возможности оптимизации кода полностью игнорируются.

Квантовые компьютеры могут решать такие задачи мгновенно, просто кодируя данные в кубитах, а затем измеряя результат физических процессов с ними. Чаще всего для такого сравнения используется одна из трёх схем: IQP (Quantum Polynomial-Time), QAQA (Quantum Approximate Optimization Algorithm), или статистическая задача выборки бозонов. Последняя как раз и реализована в Borealis.

Впервые эта задача была продемонстрирована ещё в XIX веке. Английский энциклопедист Фрэнсис Гальтон сконструировал доску с колышками, расставленными в смещённых рядах. Сбрасывая сверху шарики, он показывал, что каждый из них непредсказуемо отскакивает влево или вправо, прежде чем упасть. Однако вероятность упасть ближе к центру выше, чем оказаться с краю. Поэтому внизу доски шарики собирались в «колокол», иллюстрируя кривую нормального статистического распределения (Гаусса — Лапласа), характерную для случайных процессов. Каждый раз распределение шариков было уникальным, но сохраняло общий вид.

У Borealis используется тот же принцип, только шарики заменены фотонами, которые перемещаются по сети пересекающихся оптоволоконных петель. Когда два фотона сталкиваются, их дальнейшие траектории случайны, поскольку определяются законами квантовой механики. В итоге возникает уникальное распределение, сложность вычисления которого экспоненциально растёт по мере увеличения числа фотонов. Если их больше ста, то рассчитать его становится практически невозможно. Поэтому единственным вариантом остаётся проведение эксперимента с реальными фотонами.

Хотя новость звучит фантастически, мы полны скепсиса. Думаем, что правильнее было бы называть Borealis протоквантовым, так как он быстро решает только очень специфическую задачу, далёкую от практического применения. Им легко впечатлить инвесторов, чтобы получить средства на разработку настоящего (универсального) квантового компьютера, использующего сходные технологии. В Xanadu надеются, что удалённый доступ к Borealis позволит привлечь внимание исследователей со всего мира и ускорит разработку масштабируемого фотонного процессора, способного решать реальные задачи для науки и бизнеса.

Источник: Nature

@Martian_subway