- IBM-ov kvantni procesor Nighthawk r2 završio je zadatak za 19 sekundi, dok bi superračunaru za isto trebalo oko 110 godina.
- Eksperiment je izveo tim BlueQubit na komercijalnom čipu dostupnom preko IBM cloud platforme, bez posebne laboratorijske postavke.
IBM-ovkvantni kompjuter završio je za samo 19 sekundi zadatak za koji bi superračunaru bilo potrebno oko 110 godina. Još impresivnije, rezultat nije ostvaren na posebnom laboratorijskom sistemu, već na procesoru kojem korisnici mogu da pristupe preko IBM-ove cloud platforme.
Eksperiment je sproveo tim kompanije BlueQubit, predvođen fizičarem Tigranom Sedrakjanom, koji je ovim rezultatom želeo da demonstrira kvantnu nadmoć nad "klasičnim" računarskim sistemima.
Tim je koristio 61 od ukupno 120 kubita IBM-ovog kvantnog procesora Nighthawk r2. Testirali su kvantna kola do dubine od 40 ciklusa, bez posebne kalibracije prilagođene eksperimentu. Ključni rezultat postignut je na 36 ciklusa, sa 918 dvokubitnih operacija.
U tim uslovima Nighthawk r2 generisao je milion uzoraka za svega 19 sekundi. Istraživači su procenili da bi klasičnom računaru za reprodukovanje tog rezultata bilo potrebno oko 1,2 x 1027 računskih operacija, odnosno približno 110 godina na današnjem superračunaru.
"Prema našim saznanjima, ovo je prva demonstracija kvantne nadmoći u standardnom nasumičnom uzorkovanju kvantnih kola na komercijalnom i široko dostupnom kvantnom procesoru, koju većina korisnika kvantnih računara koji nisu stručnjaci može lako da ponovi", navode istraživači.
Šta je zapravo uradio kvantni procesor?
Eksperiment je zasnovan na "Random Circuit Sampling" (RCS) metodi, odnosno nasumičnom uzorkovanju kvantnih kola. To je jedan od glavnih testova kojima istraživači pokušavaju da pokažu da kvantni računar može da obavi zadatak koji je praktično van domašaja klasičnih računara.
Kvantni procesor u ovom testu izvršava niz nasumično izabranih operacija nad kubitima. Zatim veliki broj puta meri nastalo kvantno stanje i tako generiše nizove jedinica i nula, odnosno uzorke.
Samo generisanje tih uzoraka nije najteži deo. Problem za klasične računare nastaje kada treba izračunati raspodelu verovatnoće potrebnu za reprodukovanje istih rezultata. Sa povećanjem broja kubita i operacija taj zadatak postaje izuzetno zahtevan.
Google je još 2019. objavio da je njegov 53-kubitni Sycamore uspešno izveo RCS eksperiment koji je tada bio van praktičnog domašaja superračunara. Međutim, istraživači su kasnije pronašli efikasnije metode klasične simulacije, čime su značajno smanjili prvobitno procenjenu prednost kvantnog računara.
Ista važi i za novi rezultat. Procena od 110 godina nije apsolutna granica, već je zasnovana na određenom načinu klasične simulacije. Budući algoritmi mogli bi znatno da smanje vreme potrebno za isti zadatak.
Zbog toga je možda najvažniji deo novog eksperimenta način na koji je izveden. Nighthawk r2 nije specijalno napravljen laboratorijski procesor, već sistem dostupan preko IBM-ove cloud platforme. Istraživači su objavili šeme, primere i kod za analizu kako bi i drugi mogli da pokušaju da ponove rezultat.
Rezultati su objavljeni na platformi arXiv.