Κινέζοι ερευνητές πέτυχαν το «κβαντικό πλεονέκτημα» στους υπολογιστές. Chinese photonic quantum computer demonstrates quantum supremacy

Μία ομάδα Κινέζων επιστημόνων ανακοίνωσε ότι πραγματοποίησε την πρώτη αδιαμφισβήτητη επίδειξη του λεγόμενου «κβαντικού πλεονεκτήματος» (όρου που αντικατέστησε τον παλαιότερο «κβαντική υπεροχή»), αξιοποιώντας την κβαντομηχανική για να πραγματοποιήσει υπολογισμούς, οι οποίοι είναι αδύνατο να γίνουν σε συμβατικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Photon-based quantum computer does a calculation that ordinary computers might never be able to do. This photonic computer performed in 200 seconds a calculation that on an ordinary supercomputer would take 2.5 billion years to complete. Credit: Hansen Zhong

Είναι η δεύτερη φορά που γίνεται μία τέτοια ανακοίνωση, καθώς είχε προηγηθεί η αμερικανική Google το 2019, όμως είχαν εκφραστεί αμφιβολίες κατά πόσο -όντως- επρόκειτο για κβαντική υπεροχή. Άλλοι επιστήμονες είχαν υποστηρίξει τότε ότι ήταν εφικτός ένας καλύτερος κλασσικός αλγόριθμος, που θα μπορούσε να ξεπεράσει τον κβαντικό υπολογιστή Sycamore της Google.

For the first time, a quantum computer made from photons—particles of light—has outperformed even the fastest classical supercomputers. The setup of lasers and mirrors effectively “solved” a problem far too complicated for even the largest traditional computer system. Credit: Alamy

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Τζιαν-Γουέι Παν του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας στη Χεφέι, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science», σύμφωνα με το «Nature» και το «New Scientist», δήλωσαν ότι οι κβαντικοί υπολογισμοί που πέτυχαν μέσα σε μόνο λίγα λεπτά (200 δευτερόλεπτα), με τη βοήθεια ακτίνων φωτός λέιζερ, θα χρειάζονταν 600 εκατομμύρια χρόνια για να εκτελεσθούν στον ισχυρότερο υπερυπολογιστή του κόσμου, τον ιαπωνικό Fugaku, ή δυόμισι δισεκατομμύρια χρόνια (τη μισή ηλικία της Γης!) για να εκτελεσθούν στον ισχυρότερο κινεζικό υπερυπολογιστή και Νο4 στον κόσμο, τον Sunway TaihuLight.

«Δείξαμε ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε φωτόνια, τη θεμελιώδη μονάδα του φωτός, για να πετύχουμε κβαντική υπολογιστική ισχύ πολύ πέρα από τους κλασικούς υπολογιστές», ανέφερε ο Παν. Είναι η πρώτη φορά που το κβαντικό πλεονέκτημα επιτεύχθηκε με τη χρήση της φωτονικής.

Για «σημαντικό ορόσημο» έκανε λόγο ο φυσικός Ίαν Γουόλμσλεϊ του Κολλεγίου Imperial του Λονδίνου. Διευκρίνισε, όμως, ότι -αντίθετα με τον κβαντικό υπολογιστή Sycamore της Google- ο κινεζικός κβαντικός αλγόριθμος δεν είναι δυνατό να προγραμματιστεί, συνεπώς δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση πρακτικών προβλημάτων, κάτι που όμως πιθανώς καταστεί εφικτό στο μέλλον, ώστε να αξιοποιηθεί π.χ. στην κβαντική κρυπτογράφηση ή στην κβαντική χημεία.

Πηγές: Quantum computational advantage using photons, Science (2020). DOI: 10.1126/science.abe8770, science.sciencemag.org/content … 2/02/science.abe8770 - https://www.nature.com/articles/d41586-020-03434-7 - https://www.scientificamerican.com/article/light-based-quantum-computer-exceeds-fastest-classical-supercomputers/ - https://www.amna.gr/home/article/511212/-Kinezoi-ereunites-petuchan-to-kbantiko-pleonektima-stous-upologistes