Что такое квантовое превосходство? - Расцвет квантовых компьютеров [Science Time]

Оригинальное название: What Is Quantum Supremacy? - The Rise of Quantum Computers Ссылка на оригинальное видео: Дата публикации оригинала: 2 ноября 2019 г. Переведенное описание: Что такое квантовое превосходство? - Расцвет квантовых компьютеров ПОДПИШИТЕСЬ и нажмите на колокольчик, чтобы увидеть больше видео: ПОДДЕРЖИТЕ нас на Patreon: КУПИТЬ товары Science Time: #квантовое превосходство #квантовыекомпьютеры #времянауки Сценарий: «Эра квантового превосходства». Новое исследование предполагает, что мы только вступили в эпоху квантового превосходства. Исследователи из Google разработали квантовый процессор под названием Sycamore, способный выполнить определенную задачу за 200 секунд. Они утверждают, что лучшим в мире суперкомпьютерам понадобится 10 000 лет, чтобы выполнить эту задачу. Это важная веха, которую Сундар Пичаи, генеральный директор Google, сравнивает с первым 12-секундным полетом братьев Райт. По словам Пичаи, этот прорыв является шагом к использованию квантовых компьютеров для решения проблем реального мира. Однако не все согласны с тем, представляет ли заявление Google истинное квантовое превосходство. Конкурент технологической компании IBM поставил под сомнение некоторые цифры Google. По мнению исследователей из IBM, этот эксперимент является прекрасной демонстрацией прогресса в области квантовых вычислений на основе сверхпроводников, но его не следует рассматривать как доказательство того, что квантовые компьютеры «превосходят» классические компьютеры. Классические компьютеры имеют свои уникальные сильные стороны, и обе системы будут работать слаженно. В ответ на работу Google они также утверждают, что их самый мощный суперкомпьютер под названием Summit сможет выполнить ту же задачу за 2,5 дня, а не за 10 000 лет. В последние годы многие крупнейшие компании технологической индустрии, в том числе Google, IBM, Microsoft, Intel и Alibaba, вложили миллионы и миллионы долларов в квантовые компьютеры. Итак, что такое квантовое превосходство и почему оно важно? Перспективы квантовых компьютеров заключаются в том, что некоторые вычислительные задачи могут выполняться на квантовом процессоре экспоненциально быстрее, чем на классическом процессоре. Фраза «квантовое превосходство» была придумана в 2012 году Джоном Прескиллом, физиком-теоретиком из Калифорнийского технологического института, чтобы описать момент, когда квантовые компьютеры могут делать то, чего классические компьютеры просто не могут. Уже много написано о том, чем квантовые вычисления отличаются от классических вычислений. Классические компьютеры питаются от битов, которые одновременно существуют только в одном состоянии — единице или нуле. Квантовые компьютеры используют квантовые биты или кубиты, которые могут одновременно представлять собой любую комбинацию нуля и единицы. Кубитами может быть любая точка сферы. Они представляют собой атомы, ионы, фотоны или электроны и соответствующие им устройства управления, которые работают вместе, действуя как компьютерная память и процессор. Точно так же, как «квантовая механика — это и волна, и частица, квантовые вычисления одновременно цифровые и аналоговые. Поскольку квантовый компьютер может одновременно содержать несколько состояний, он потенциально может быть в миллионы раз мощнее, чем самые мощные современные суперкомпьютеры. Тем не менее, квантовым компьютерам предстоит еще долгий путь. Большим барьером, мешающим нам сегодня иметь крупномасштабные квантовые компьютеры, является то, что они очень чувствительны к окружающей среде и на них может влиять шум. Этот шум может исходить от паразитных электромагнитных полей или дефектов материала, которые могут обмениваться энергией с кубитами. Для достижения отказоустойчивых квантовых вычислений, которые могут справляться не только с шумом в хранимой квантовой информации, но также с неисправными квантовыми вентилями, ошибочной квантовой подготовкой и ошибочными измерениями, необходимо реализовать квантовую коррекцию ошибок. Хотя эта задача когда-то казалась невыполнимой, ученые разработали множество методов, которые можно реализовать в плоской геометрии, подобной интегральной схеме. Квантовые вычисления будут играть важную роль в технологиях будущего». Ссылки Сундар Пичаи - Что означает наша веха в области квантовых вычислений – паб. 23 октября 2019 г. Фейнман Р.П. Моделирование физики с помощью компьютеров. Межд. Дж. Теория. Физ. 21, 467–488 (1982). Бил С.Дж., Уоллман Дж.Дж., Гутьеррес М., Браун К.Р. и Лафламм Р. Когерентность в квантовых кодах с исправлением ошибок, Phys. Преподобный Летт. 121, 190501 (2018) Музыкальные кредиты: Музыка