Исследовательская команда Google опубликовала доказательства эффективности квантового компьютера в сравнении с традиционным.
Принципы работы квантового компьютера базируются на главных закономерностях квантовой механики. Это устройство использует принцип суперпозиции - возможности одновременного нахождения одной и той же частицы в двух состояниях. При этом единица информации кубит является аналогом классического бита. Однако, если обычный компьютер работает только с "0" и "1", то квантовый – одновременно с обоими значениями и с их вероятностями, превосходя конкурента по производительности.
В 2007 году компания D-Wave (Канада) продемонстрировала машину, которая насчитывала 16 кубит, а в 2011 году был представлен компьютер на 128 кубитов. Эта машина работает при помощи квантового отжига (общего метода для нахождения глобального минимума функции с использование эффекта квантовой флуктуации) и предназначена для решения задач оптимизации. В 2013 году был начат совместный проект Quantum Artificial Intelligence Lab, реализуемый NASA, Google и USRA на базе D-Wave Two с 512 кубитами. При этом главной задачей разработчиков является создание надежного механизма управления кубитами для обеспечения высокой точности измерения их состояния.
В течение последних двух лет команда добилась прогресса в понимании физики, регулирующей квантовый отжиг. Недавно эти новые идеи позволили доказать превосходство D-Wave 2X над обычным однопроцессорным компьютером, который использовал две из вариаций метода Монте-Карло - алгоритм имитации отжига (SA) и квантовый метод Монте-Карло (QMC). Обеим машинам была предложена задача, которую квантовое устройство решило в 100 млн раз быстрее.
Сравнительная производительность квантового и традиционного компьютеров
При этом по результатам экспериментов компания Google опубликовала научную работу, на которую пока не получены отзывы специалистов. Также разработчики планируют направить статьи в профильные научные журналы.
Хотя полученные результаты интригуют и являются очень обнадеживающими, в компании считают, что нужно еще много работать, чтобы воплотить их в практической технологии. В частности, руководитель проекта Хартмут Нивен (Hartmut Neven) отметил, что результат во многом зависел от формулировки задачи – если запрограммировать ее иначе, обычный компьютер покажет результаты не хуже, чем D-Wave. Однако он утверждает, что полученные результаты важны для становления нового типа вычислительных машин.
В Google в дальнейших исследованиях намерены увеличить плотность и точность управления цепями кубитов, а также их согласованность. Еще одним планируемым усовершенствованием является обеспечение взаимодействия не только пар кубитов, но и больших их наборы.
