Межа можливостей ПК: квантова система вирішила нездійсненну задачу

У чому полягає проблема перевірки квантових систем?

Вчені пояснили: головна складність підтвердження переваги квантових комп'ютерів полягає у складності розрахунків.

Зі збільшенням кількості операцій перевірка результатів за допомогою звичайних ПК стає практично неможливою - все через надмірні вимоги до обчислювальних потужностей.

Щоб розв'язати цю проблему, вчені розробили експериментальну гру на основі завдання з вибірки доповнення (complement sampling).

Умова завдання: усі можливі варіанти відповідей таємно діляться на дві рівні групи - А та Б.

Мета гри: отримати один випадковий варіант із групи А та повернути відповідь, що належить до групи Б.

Обмеження для ПК: класична система отримує лише одну конкретну цифру або елемент, через що не знає розподілу інших варіантів, а її шанси на успіх падають зі збільшенням розміру даних.

Завдяки квантовій суперпозиції кубіт може одночасно перебувати у кількох можливих станах.

Це дозволяє квантовому комп'ютеру працювати з усією групою А паралельно, перетворити її на групу Б за допомогою спеціальної схеми й лише потім провести вимірювання.

Результати випробування на квантовому комп'ютері

Дослідники протестували алгоритм на іонному квантовому комп'ютері Quantinuum H2, використавши тисячі різних схем із масштабуванням досліду до 55 кубітів.

Попри наявність апаратного шуму в реальних умовах, результати квантової системи виявилися статистично недосяжними для будь-якого класичного ПК.

Під час тесту з 37-бітними рядками квантовий комп'ютер упорався із завданням, яке виходить за межі можливостей найкращих класичних алгоритмів. Різниця в обчислювальній ефективності виявилася чималою.

У майбутньому науковці планують ускладнити експеримент, розвівши системи вибору та аналізу відповідей на два окремі квантові комп'ютери, з'єднані справжнім квантовим каналом зв'язку.