Odbyły się pierwsze zawody komputerów kwantowych

| Technologia
CyberHades

Po raz pierwszy w historii zorganizowano zawody dwóch komputerów kwantowych. Jeden z prototypów został zbudowany przez IBM-a, drugi przez naukowców z University of Maryland. Obie maszyny pracują w różny sposób, jednak można je porównywać, gdyż identycznie przetwarzają algorytmy. Rozpoczęto więc eksperyment, prowadzony pod kierunkiem Chrisa Monroe'a z University of Maryland, ma odpowiedzieć na pytanie, który z nich działa szybciej i jest dokładniejszy.

Oba komputery korzystają z pięciu kubitów czyli kwantowych bitów. W maszynie IBM-a są one reprezentowane przez pięć pętli z nadprzewodzącego materiału, w którym krąży prąd kontrolowany przez mikrofale. Komputer z University of Maryland wykorzystuje pięć jonów iterbu umieszczonych w pułapce elektromagnetycznej, którymi manipuluje się za pomocą lasera.
Przeprowadzenie eksperymentu stało się możliwe po tym, jak IBM otworzył architekturę swojego kwantowego procesora, co umożliwiło osobom z zewnątrz jego programowanie. Wcześniej mogli go programować wyłącznie naukowcy z laboratorium, które go zbudowało.

Zasadnicze problemy z komputerami kwantowymi, takie jak trudność w utrzymaniu superpozycji i probabilistyczna natura mechaniki kwantowej powodują, że obecnie tego typu maszyny nie mogą być używane jako komputer ogólnego przeznaczenia. Być może nigdy takimi się nie staną. Jednak fakt, że wykonują one obliczenia jednocześnie, a nie jedno po drugim powoduje, iż są znacznie szybsze od klasycznych komputerów.

Podczas wspominanego eksperymentu na każdej z maszyn uruchomiono zestaw algorytmów i porównywano wyniki ich działania. Okazało się, że maszyna z University of Maryland była dokładniejsza, udzielając prawidłowej odpowiedzi średnio w 77,1% przypadków. Komputer IBM-a udzielił 35,1% prawidłowych odpowiedzi. Był on jednak około 1000-krotnie szybszy niż komputer uniwersytecki.

Widoczne tutaj różnice wynikają z bardzo delikatnej natury stanów kwantowych. W maszynie z Maryland każdy jon mógł wchodzić w interakcje z każdym innym jonem, co czyniło całość bardziej stabilną. W komputerze IBM-a interakcja pomiędzy nadprzewodzącymi pętlami odbywała się za pośrednictwem pętli centralnej, co powodowało, że stany kwantowe były bardziej narażone na zdestabilizowanie. IBM już poinformował, że najnowsza wersja jego maszyny korzysta z większej liczby połączeń pomiędzy kubitami, co czyni całość bardziej stabilną.

Zbudowanie użytecznego kwantowego komputera nie będzie łatwa. Maszyna taka musi zostać wyposażona w tysiące kubitów, a dodawanie każdego kubitu oznacza, że utrzymanie stabilnych stanów kwantowych staje się coraz trudniejsze. Jednak, jak zauważa fizyk Simon Benjamin z University of Oxford, eksperyment z udziałem dwóch komputerów to bardzo dobry sygnał. Przez długi czas tego typu urządzenia były tak niedoskonałe, że nie było możliwe porównanie dwóch pięciokubitowych komputerów. To znak, że technologia staje się coraz bardziej dojrzała.

Autor:

Źródło: Computing

komputer kwantowy zawody pętla nadprzewodząca iterb IBM University of Maryland