Kontroverzní „kvantová výhoda“ tvrzení podané výpočetní firmou D-Wave
Společnost tvrdí, že vyřešila první problém vědeckého významu s kvantovým procesorem rychleji, než by se dalo provádět s klasickými počítači – ale ostatní nesouhlasili
Kvantový procesor D-wave Advantage2.
„Kvantový procesor“ vyřešil fyzický problém o chování magnetismu v určitých pevných látkách, které by trvalo stovky tisíc let, než se vypočítají na největších konvenčních superpočítačích. Výsledkem je nejnovější tvrzení stroje ukazující „kvantovou výhodu“ oproti klasickým počítačům.
Přestože Google a další tvrdili, že Google a další tvrdí, že dosáhnou kvantové výhody-nejvíce s Sycamore Chip, který Google představil v prosinci-vědci ve společnosti D-Wave, ve společnosti Burnaby v Kanadě, říkají, že jejich výsledek publikoval v Vědaje první, který řeší skutečnou fyzickou otázku. „Věříme, že je to poprvé, kdy to někdo udělal v problému vědeckého zájmu,“ říká fyzik D-Wave Andrew King.
Tým D-Wave odvedl skvělou práci-ale klasické výpočetní techniky by se ještě nemělo počítat, říká Miles Studenmire, výzkumný pracovník v Flatiron Institute Center for Computational Quantum Physics v New Yorku. „Jsme stále v závodě.“
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.
Výsledek také potvrzuje přístup, který společnost přijala k kvantovému počítači, říká King. Spíše než budování „univerzálního“ kvantového počítače-ten, který by mohl spustit jakýkoli kvantový algoritmus-D-Wave se zaměřila na přístup, který byl omezen na provádění určitých výpočtů, ale snadněji se rozšiřuje.
Dřívo průkopník v kvantovém poli, stroje D-Wave již dlouho vedly průmysl, pokud jde o počet qubitů, kvantový ekvivalent klasických kousků informací. Nejnovější procesor má tisíce qubits. „Jedná se o výsledky 25 let vývoje hardwaru a výzkumu na D-Wave,“ říká Mohammad Amin, další starší fyzik společnosti.
Magnetický problém
Problém vyřešen D-Wave se týká teorie magnetismu, velkého pole teoretické fyziky. Elektronové točení každého atomu působí jako magnetické jehly a způsob, jakým se orientují uvnitř pevné látky v reakci na orientaci svých sousedů, již dlouho poskytuje prototyp pro studium komplexních systémů.
V typickém permanentním magnetu se točí všechny zarovnány stejným směrem. Obecně však materiály, sousední otočení dávají na sebe protichůdné vlivy a stabilní uspořádání buď neexistují, nebo je velmi obtížné předvídat. Kvantové efekty přidávají komplikace.
Král, Amin a jejich spolupracovníci v D-Wave a v několika akademických laboratořích použili nejnovější stroj D-Wave s názvem Advantage2, aby simulovali uspořádání točení v několika 3D krystalových strukturách. Studovali specifický problém, ve kterém teplota materiálu začíná na absolutní nule a kvantové fluktuace umožňují přechod z jednoho stavu do druhého. Odhadují, že jejich stroj dosáhl výsledku exponenciálně rychlejší než jakýkoli klasický výpočet.
Výhodní tvrzení zpochybnily
Výsledek následuje několik nároků na kvantovou výhodu. Google učinil první tvrzení kvantové výhody v článku, který způsobil senzaci v roce 2019. K provedení výpočtu, který byl navržen tak, aby testoval na kvantovou výhodu v roce 2019. Neměl žádnou praktickou aplikaci. Brzy IBM a další společnosti ukázaly, že zlepšením klasických technik by mohly stále provádět stejné výpočty na běžných počítačích.
IBM pak dosáhla kvantové výhody na užitečné aplikaci v roce 2023. Toto tvrzení však utrpělo podobný osud jako Google minulý rok, kdy výpočetní fyzik Miles Stoudenmire v Centru Flatiron Institute pro výpočetní kvantovou fyziku v New Yorku a jeho spolupracovníci ukázali, že jejich klasické algoritmy by mohli rychle vyřešit.
Minulý týden v reakci na předtiskovou verzi papíru D-Wave Stoudenmire zveřejnil výsledek na ARXIV, ve kterém se jeho tým zlepšil na klasických algoritmech, aby provedl některé stejné výpočty jako stroj D-vlny.
„Je to vynikající výzkum a také skvělý vědecký průlom,“ říká Juan Carrasquilla, výpočetní fyzik v ETH Curychu a spoluautor papíru D-Wave. (Samostatný tým také zveřejnil výzvu některým nárokům D-Wave právě tento týden.) Přesto D-Wave stála dobře před „spoofingem“ z konvenčních počítačů, říká.
„Co udělali, je podmnožina toho, co jsme udělali,“ říká King. „Pokročili za klasický stav umění, ale ne až na naše výsledky.“
Tým Stoudenmire vylepšuje své techniky tak, aby pokrýval všechny simulace D-vlny. „Snažíme se teď,“ říká. „Věříme, že to bude fungovat.“ Obecněji, Stoudenmire říká, že často není oceněno, jak rychle se klasické výpočetní techniky zlepšují.
Tento článek je reprodukován se svolením a byl poprvé publikováno 12. března 2025.
