Общ

Доказаните от екипа на IBM квантови компютри правят „невъзможни“ неща


В продължение на десетилетия квантовите изчисления дават обещания за бъдещето на съвременните технологии. Сега изследователите най-накрая знаят колко точно могат да бъдат тези квантови възможности.

Екипи от IBM, Университета на Ватерло и Техническия университет в Мюнхен (TUM) публикуваха резултатите от експеримент за квантови изчисления, които доказват, че квантовите изчисления имат "квантово предимство".

Предишни изследвания показват, че има алгоритми, които теоретично не могат да работят с класическа изчислителна система. Въпреки това, досега тези теории са доказани.

Как работят конвенционалните изчисления

Нормалните компютри се подчиняват на законите на физиката. Те използват двоичната система - нули и единици - за да работят. Тези числа по-късно се съхраняват и използват за изчисления. В традиционните единици памет малките битове са представени от такси, които определят дали битът е зададен на нула или един.

Квантовите компютри обаче предлагат много по-голяма гъвкавост, тъй като те не играят съвсем по "правилата" на стандартната физика. Квантовите компютри позволяват битовете да бъдат едновременно нула и единица. Квантовата физика позволява на електроните да заемат множество състояния едновременно и кубитите съществуват в припокриващи се състояния.

Това се нарича суперпозициониране и дава свобода на квантовите компютри да извършват няколко операции върху стойности едновременно. Това се различава от стандартния компютър, който ще трябва да обработва тези операции последователно.

Докато компютърните учени имаха общо разбиране за разликите, проучването на IBM потвърди колко мощни са квантовите системи в сравнение със стандартните компютри.

Изследователите демонстрираха предимствата на квантовите изчисления, като направиха квантова схема, която решава специфичен алгебричен проблем. Веригата има относително проста структура и по този начин има „постоянна дълбочина“. Изследователите използваха този проблем, за да докажат, че техният проблем е решен по-бързо и по-ефективно чрез квантови изчисления, отколкото класическа схема. Екипът установи, че ефективността идва от квантовия алгоритъм, използващ нелокалността на квантовата физика.

Робърт Кониг от TUM помогна да ръководи екипите, отговорни за откритието.

Konig разказаPhys.org „Нашият резултат показва, че квантовата обработка на информация наистина дава предимства - без да се налага да разчитаме на недоказани теоретични предположения за сложността.“

Какво означава за бъдещето

Все още няма нищо осезаемо от това ново изследване. Това обаче означава, че физиците разбират по-добре защо квантовите изчисления могат да бъдат революционни при решаването на някои от най-сложните проблеми в света.

Целият този експеримент беше проведен до голяма степен, за да се докаже, че може да се направи, както изследователите отбелязват в обяснението си на процеса. Това обаче е смисълът на доказателството. Доказвайки, че съществува квантово предимство, може да се наблегне повече на намирането на ефективни и по-достъпни решения за квантови изчисления.

„Математиката, залегнала в основата на квантовите изчисления, в крайна сметка е толкова важна, колкото лъскавите криостати, които конструираме, за да държат нашите квантови устройства“, обясни екипът на IBM на своя уебсайт. „Научният напредък на всички нива трябва да бъде отбелязан, за да се покаже, че квантовите изчисления са реални, сериозни и по правилния път към това, което се надяваме да има значителни предимства в много области на приложение.“

Въпреки че ефектите от квантовото предимство все още не се усещат, те със сигурност идват.


Гледай видеото: Кубу можно увидеть из США! (Юли 2021).