گوگل روز چهارشنبه 1 آبان ماه ( 23 October) اعلام کرد که در پژوهش‌های رایانه‌ای به یک تحول عظیم دست یافته و با استفاده از رایانه کوانتومی توانسته یک معادله پیچیده را که حل آن بوسیله پرقدرت‌ترین کامپیوترهای معمولی 10.000 سال طول می‌کشید، ظرف چند دقیقه حل کند. پس از هفته‌ها بحث در مورد صحت ادعای گوگل در خصوص به‌کارگیری رایانه کوانتومی در نشریه علمی «نیچر» روز چهارشنبه در مقاله ای تیم پژوهشی گوگل به ریاست فرانک آروته رسماً این تحول مهم در عرصه علوم رایانه را تأیید کرد.
دانشوران علوم کامپیوتر از چندین دهه پیش پژوهش در مورد بهره‌برداری از ذرات ریزتر از اتم را آغاز کردند. این ذرات برخلاف دنیای «واقعی» که در اطراف خود می‌بینیم همزمان می‌توانند در حالات مختلفی وجود داشته باشند.بنابراین، در حالی‌که کامپیوترهای معمولی با «بیت» (ترکیب صفر و یک) کار می‌کنند رایانه‌های کوانتومی با «کیوبیت» کار می‌کنند که در عین حال هم می‌تواند صفر باشد و هم یک. این خاصیت که در علوم تحت عنوان «اصل برهم‌نهی» شناخته می‌شود تحت تأثیر ترکیب کیوبیت‌ها تکثیر می‌شود. هر چه تعداد کیوبیت‌هایی که به صورت رشته‌ای به هم وصل می‌شوند بیشتر باشد توان کامپیوتر کوانتومی افزایش می‌یابد. البته یک نکته مهم وجود دارد. پژوهشگران برای محدود کردن لرزش که اصطلاحاً به آن «سروصدا» می‌گویند و می‌تواند موجب بروز اشتباه در محاسبات شود باید دمای کیوبیت‌ها را در حد صفر مطلق نگاه دارند. پژوهشگران گوگل که بخشی از شرکت آلفابت است در چنین شرایط دشوار و پیچیده‌ای توانسته‌اند به این پیشرفت بزرگ دست یابند.
این مقاله به نقل از مارتینیس می گوید، برتری کوانتومی مدت هاست که به عنوان نقطه عطف تلقی می شود، زیرا ثابت می کند که کامپیوترهای کوانتومی می توانند از کامپیوترهای کلاسیک بهتر باشند. اگرچه این مزیت در حال حاضر فقط برای یک مورد بسیار خاص ثابت شده است، اما فیزیکدانان نشان می دهند که مکانیک کوانتومی همانطور که انتظار می رود در هنگام استفاده از یک مشکل پیچیده کار می کند.
میشل سیمونز، فیزیکدان کوانتومی در دانشگاه نیو ساوت ولز در سیدنی، استرالیا می گوید: “به نظر می رسد گوگل اولین شواهد تجربی را به ما داده است که نشان می دهد سرعت کوانتومی در یک سیستم در جهان واقعی قابل دستیابی است.”
عنوان و چکیده مقاله:
Quantum supremacy using a programmable superconducting processor
Frank Arute, Kunal Arya, […] John M. Martinis
Nature volume 574, pages505–510 (2019)
Abstract
The promise of quantum computers is that certain computational tasks might be executed exponentially faster on a quantum processor than on a classical processor1. A fundamental challenge is to build a high-fidelity processor capable of running quantum algorithms in an exponentially large computational space. Here we report the use of a processor with programmable superconducting qubits2,3,4,5,6,7 to create quantum states on 53 qubits, corresponding to a computational state-space of dimension 253 (about 1016). Measurements from repeated experiments sample the resulting probability distribution, which we verify using classical simulations. Our Sycamore processor takes about 200 seconds to sample one instance of a quantum circuit a million times—our benchmarks currently indicate that the equivalent task for a state-of-the-art classical supercomputer would take approximately 10,000 years. This dramatic increase in speed compared to all known classical algorithms is an experimental realization of quantum supremacy8,9,10,11,12,13,14 for this specific computational task, heralding a much-anticipated computing paradigm.
(References : Arute, F. et al. Nature 574, 505–510 (2019