Pont kerülhetett a kvantumvita végére - egyértelműen bizonyították a kvantumelsőbbséget

2021 / 10 / 28 / Bobák Zsófia
Pont kerülhetett a kvantumvita végére - egyértelműen bizonyították a kvantumelsőbbséget
A kvantumelsőbbség vagy kvantumfölény a kvantumszámítógépek teljesítménybeli előnyét jelenti a klasszikus számítógépekkel szemben: ebben az évben két kísérletben is bizonyították, hogy az újfajta számítási módszer felül tudja múlni a hagyományos megoldásokat.

Mikor a Google két évvel ezelőtt, 2019 októberében publikálta az 53 qubitos szupravezető kvantumchipjével elért kvantumfölényéről szóló tanulmányát a Nature magazinban, az IBM azonnal reagált és kétségbe vonta, ha nem is az eredményeket, de az egyértelmű fölényről tett kijelentést és az eredmények jelentőségét is. Az IBM szerint azt a számítási feladatot, amelyet a Google gépe három perc alatt elvégzett, és amelyet a cég állítása szerint a világ legerősebb klasszikus komputerének 10 000 évébe telne megoldani, valójában még a legpesszimistább forgatókönyv szerint is inkább 2,5 nap lenne kivitelezni a hagyományos számítógépnek, de lehetséges, hogy kevesebb.

Ahogy az IBM közleményében írják: a John Preskill által 2012-ben megalkotott kvantumfölény kifejezés definíciója szerint a kvantumszámítógépek akkor érik el fölényt, amikor képesek olyan számításokat elvégezni, amit a hagyományos gépek nem, ezt pedig a Google valójában nem demonstrálta a kíséretével, mivel léteznek a probléma megoldására képes, hatékony algoritmusok szuperszámítógépek számára is. De amit az IBM még inkább hangsúlyozott az a kvantumfölény valódi jelentőségével kapcsolatos kétség, a véleményük szerint talán nem is annyira lényeges pontja ez a fejlesztéseknek, mivel a kétféle számítógéptípus eltérő funkciói egymást kiegészítve, illetve más-más területen tudnak majd jól működni.

Bár az IBM, ahogy azt az MIT Technology Review 2020-ban megjelent interjújában az események során mindkét cég laboratóriumát meglátogató Gideon Lichfield is elmondta, végül nem bizonyította, hogy valóban két és fél nap megoldani a prezentált feladatot, de a kvantumelsőbbség kérdése azóta is vitatott téma, amelyet, már csak az elnevezése miatt is, azóta is érnek kritikák, és azóta is rendszeresen próbálják bizonyítani a kísérletek során. A név időközben változott a kvantumfölény angol nyelvű verziójának (quantum supremacy) negatív kötődése miatt, mivel az felidézi a white supremacy, vagyis a fehér ember felsőbbrendűségének kifejezését, és ma már inkább a quantum primacy, vagyis elsőbbség kerül elő a tanulmányokban (egyébként maga a kifejezés megalkotója, Preskill sem volt megelégedve a névvel és blogjának olvasóit kérte, hogy találjanak ki valami jobbat), de a lényeg hasonló maradt,

továbbra is azon versenyeznek a kutatók és cégek, hogy minél jobb gépeket építsenek és azok minél látványosabb demonstrálják a teljesítményüket és gyorsaságukat.

A legutóbbi eredmények főként Kínából érkeztek és október 25-én a Physical Review Lettersben két tanulmány is megjelent, amelyek az egyértelmű kvantumelsőbbséget bizonyító kísérletekről számolnak be és amelyeket mindkét esetben Csien-Vej Pan, a Kínai Tudományos és Műszaki Egyetem professzora vezetett. Az elvégzendő feladat az első és második kísérletben is ugyanaz volt: egy-egy mintavételezési probléma, vagyis egy kvantumáramkör kimeneti értékeinek lehetőségeit kellett kiszámítani, amit a qubitok és a bemenet-kimenet közötti műveletek számának növelésével tettek még bonyolultabbá.

Az egyik kutatócsapat egy bozon mintavételezési feladatot oldott meg, amelynek kivitelezéséhez egy többcsatornás interferométert készítettek, ezek közül néhány bemenetén egy-egy fotont indítottak útnak, majd a kimeneti oldalon kellett a jelek meghatározásához szükséges méréseket elvégezni. A tanulmány szerint nem csak sikeresen, hanem a klasszikus számítógépeknél fényévekkel gyorsabban (tíz a huszonnegyediken, azaz kvadrilliószor gyorsabban) oldották meg a problémát.

A másik kísérletről korábban már mi is írtunk, mikor először publikálták az arXiv preprint szerveren a kutatók az eredményeiket: ebben az esetben egy szupravezető processzor mintavételi feladatának megoldása volt a cél, szintén minél több qubittal és minél bonyolultabb műveletekkel, ezt a kutatók 56 trasmon kvantumbittel 1,2 óra leforgása alatt végezték el, míg ez a számítási feladat a tanulmány szerzői szerint a legerőteljesebb szuperszámítógépnek 8 évébe telt volna.

A gyorsaságot és a teljesítményt immár bizonyították a fizikusok, a kérdés már csak az, hogy milyen konkrét, gyakorlati jelentősége lehet ezeknek a számításoknak a kvantumelsőbbség demonstrálásán kívül. Az egyre fejlettebb és egyre több qubittal rendelkező kvantumszámítógépek építésével pedig az is kiderül majd, hogy a tőlük várt nagy áttörések a tudomány területén tényleg megvalósulhatnak-e (illetve mikor valósulnak meg) és valóban maguk mögött hagyják-e a szuperszámítógépeket, vagy inkább egymást kiegészítve dolgoznak majd.

(Physics Fotó: Chao Yang Lu/University of Science and Technology of China)

További cikkek a témában:

Magyarországon építhetik meg a világ egyik legerősebb szuperszámítógépét Az OTP és az Információs és Technológiai Minisztérium a Balatonfüreden rendezett Infotér konferencián jelentették be, hogy egy olyan szuperszámítógép építésébe kezdenek, amely 37,5 petaflops teljesítményével jelenleg a világ kilencedik legerősebb ilyen eszközének számítana.
Kétszer is sikerült a nyomára akadni a kvantumkommunikációs hálózatok szökevényeinek egy áttörő kísérletben A jövő kvantum hálózatainak megbízható működését alapozhatja meg a különleges megfigyelés.
A jövő számítógépe a Q System One képében megérkezett Európába és elindíthatja a kvantumforradalmat Tegnap Németországban átadták a kontinens első kereskedelmi kvantumszámítógépét, a Q System One-t, ami 27 qubitos Falcon processzorral működik és úgy néz ki, mintha egyenesen a jövőből lépett volna elő.


Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Továbbra is hódít a párját ritkító hungarikum, ami a jövő tudósait és művészeit adja a világnak
Az Országos Tudományos Diákköri Tanács (OTDT) által szervezett Országos Tudományos Diákköri Konferencia (OTDK) sok évtizedes hagyománya mára széles körű népszerűséget ért el, és fontos kiindulási pont lehet a hazai és határon túli tehetségek számára a jövőbeli karrierjük felé vezető úton. A 2025-ös, 37. konferencia előtt az OTDK céljáról és működéséről Prof. Dr. Szendrő Péter örökös elnök úrral és dr. Cziráki Szabinával, az OTDT titkárával beszélgettünk.
Már jövőre elkészülhet az első AGI, vagyis általános mesterséges intelligencia
Már jövőre elkészülhet az első AGI, vagyis általános mesterséges intelligencia
Azért nem minden szakértő ért ezzel egyet.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.