Google в своём блоге объявила о серьёзном прорыве в развитии квантовых вычислений. В компании считают, что обнаружили квантовый алгоритм, позволяющий в 100 миллионов раз быстрее выполнять поставленные задачи, чем более традиционный способ вычисления. Однако физики пока не дали однозначной оценки полученных компанией результатов, пишут CNews. 

Читать далее...

Доказательство преимущества

В 2013 году Google и NASA объединили свои усилия для создания компьютерной системы D-Wave X2. Считается, что D-Wave является первым в мире работающим квантовым компьютером, однако эксперты как внутри, так и за пределами компании не имели возможности окончательно доказать, что эта машина действительно работает в квантовых реалиях при выполнении тех или иных вычислений. Однако недавно такая возможность появилась, о чём и объявила корпорация. Используя D-Wave 2X, исследователи Google доказали превосходство такого типа вычислительных систем над традиционными. 

Задача оптимизации с 945 бинарными переменными

Для своего эксперимента исследователи взяли задачу по оптимизации с вовлечением 945 бинарных переменных. Они запустили эту задачу на квантовом компьютере D-Wave 2X, используя алгоритм под названием квантовая нормализация, и на традиционной вычислительной системе с одноядерным процессором, используя алгоритм имитации отжига. В ходе эксперимента исследователи зафиксировали, что D-Wave 2X справился с задачей в 100 млн раз быстрее, чем традиционный компьютер.

Алгоритмы Монте-Карло

Помимо этого, исследователи провели еще один эксперимент. Они запустили на обычном компьютере алгоритмы Монте-Карло, предназначенные для эмуляции квантового компьютера на машине с традиционной архитектурой, и сравнили полученную производительность с производительностью реальной квантовой системы. Значения оказались также в 100 млн раз отличными друг от друга.

Много работы впереди

«Мы получили интересные и многообещающие результаты. Однако впереди нас ждёт сложная работа практического применения квантовой оптимизации», — прокомментировал один из руководителей экспериментов Хартмут Невен (Hartmut Neven).

«В частности, нам предстоит найти способы увеличения плотности и усиления контроля над соединениями между кубитами (элементарными объектами для хранения данных в квантовом компьютере) их связями. Мы также должны научиться воспроизводить не только квадратичную оптимизацию, но и оптимизацию более высокого порядка», — добавил он. 

Реакция сообщества

Полученное доказательство впечатляет, однако оно пока не было проверено другими физиками. Даже если они придут к такому же заключению, это будет свидетельствовать об эффективности квантового компьютера D-Wave лишь частично, подчёркивает Technology Review.

Издание пояснило, что в эксперименте исследователи могли применить на традиционном компьютере иной, более производительный алгоритм. И тогда разница была бы не такой существенной, или даже традиционная система могла бы выйти победителем в тесте. 

Квантовый проект в Google

Помимо экспериментов с квантовым компьютером D-Wave, Google самостоятельно занимается разработкой квантовых процессоров. Для этого корпорация пригласила команду учёных во главе с Джоном Мартинесом (John Martinis) из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Эта группа в апреле 2014 года разработала простейший прототип квантового процессора, способного с высокой степенью надёжности оперировать пятью кубитами. Достижение учёных было широко освещено в научной прессе, включая популярный журнал Nature, а руководитель группы получил Премию Фрица Лондона, которая присуждается за выдающийся вклад в области физики низких температур.