Чем квантовый компьютер отличается от обычного? Его «сердцем» является маленький процессор, для работы которого требуется температура, близкая к абсолютному нулю. Он подключен к обычной электронике, которая работает при комнатной температуре, и считывает информацию из квантового компьютера при помощи цифро-аналоговых преобразователей.
Однако главная магия — это кубиты.
Обычные компьютеры шифруют всю информацию в битах. 1 бит — это минимальная единица информации в обычном компьютере. Даже эта статья — это набор битов, которые выстроены в определенном порядке, чтобы вы могли читать текст с экрана своего компьютера или смартфона. Характерной особенностью бита является его значение, которое может принимать лишь одно из двух состояний: 0 или 1.
Минимальной единицой информации в квантовых компьютерах являются кубиты. Главное его отличие от бита — он может находиться в суперпозиции, то есть в двух состояниях одновременно — и 0, и 1.
На прошлой неделе китайские инженеры заявили, что построили программируемые квантовые компьютеры, которые превзошли обычные системы по производительности. Об этом пишет издание Physics World.
Новые компьютеры создали две группы ученых из Национальной лаборатории физических наук Хэфэй Китайского университета науки и технологий, которые возглавил Цзянь-Вэй Пань. Обе системы предназначены для расчета выходных вероятностей квантовых схем. Они принимают несколько квантовых состояний в качестве входных данных, затем эти состояния проходят через квантовый контур, чтобы в конечном итоге предоставить несколько состояний в качестве решения. Примером является система, в которой одиночные фотоны вводятся параллельно оптической схеме, где они могут взаимодействовать через такие компоненты, как светоделители, а затем выходить из нескольких выходных портов.
По словам исследователей, один из компьютеров под названием Zuchongzhi 2.1 в 10 млн раз превосходит по мощности классический компьютер Sycamore от Google. В основе этой системы лежат 66 сверхпроводящих кубитов, соединенных сотней настраиваемых ответвителей. Во время эксперимента ученые использовали 56 кубитов, которые выдержали 20 логических циклов.
Хотя Zuchongzhi 2.1 всего на 3 кубита больше, чем система из 53 кубитов от Google, представленная в 2019 году, Пан и его коллеги утверждают, что вычислительные операции, которые они задают своим компьютерам, для классических вычислительных устройств весьма сложны, так как классическому компьютеру нужно будет прилагать в 1000 раз больше усилий. Согласно их заявлению, квантовый компьютер за час справится с расчетами, на которые мощнейших электронный компьютер потратит 8 лет. Однако для этого систему Zuchongzhi 2.1 придется держать при очень низкой температуре.
Второй компьютер называется Jiuzhang 2 и является фотонным, то есть, использует свет для передачи данных. Он использует выборку гауссовых бозонов (очень маленьких частиц), чтобы анализировать сигналы, выходящие из оптического интерферометра — это специальное устройство, которое устанавливает различия между фазами световых пучков. Физики уверяют, что их система может обрабатывать триллионы возможных результатов и во много раз опережает классические суперкомпьютеры.
