science >> Wetenschap >  >> Fysica

Kwantumsprong in computergebruik terwijl Google suprematie claimt (update)

Google's quantum opperste cryostaat met Sycamore in Photo Credit:Eric Lucero/Google, Inc.

Wetenschappers beweerden woensdag een bijna mythische staat van computergebruik te hebben bereikt waarin een nieuwe generatie machines veel beter presteert dan 's werelds snelste supercomputer, bekend als "kwantum suprematie".

Een team van experts dat aan de Sycamore-machine van Google werkte, zei dat hun kwantumsysteem in 200 seconden een berekening had uitgevoerd die een klassieke computer 10 zou hebben gekost, 000 jaar te voltooien.

Een rivaliserend team bij IBM heeft al scepsis geuit over hun claim.

Maar als geverifieerd en gebruikt, het Google-apparaat zou zelfs 's werelds krachtigste supercomputers - in staat om duizenden biljoenen berekeningen per seconde uit te voeren - eruit kunnen laten zien als een flip-phone uit het begin van de jaren 2000.

gewone computers, zelfs de snelste functioneren op binaire manier:ze voeren taken uit met behulp van kleine gegevensfragmenten die bekend staan ​​​​als bits die altijd maar 1 of 0 zijn.

Maar fragmenten van gegevens op een kwantumcomputer, bekend als qubits, kan tegelijkertijd zowel 1 als 0 zijn.

Dit pand, bekend als superpositie, betekent een kwantumcomputer, opgebouwd uit meerdere qubits, kan een enorm aantal potentiële uitkomsten tegelijkertijd kraken.

De computer maakt gebruik van enkele van de meest verbijsterende aspecten van de kwantummechanica, waaronder een fenomeen dat bekend staat als "verstrengeling" - waarbij twee leden van een paar bits in een enkele toestand kunnen bestaan, al is het ver uit elkaar.

Het toevoegen van extra qubits leidt dus tot een exponentiële boost in rekenkracht.

In een studie gepubliceerd in Natuur , het internationale team ontwierp de Sycamore-kwantumprocessor, samengesteld uit 54 qubits die met elkaar zijn verbonden in een roosterpatroon.

Ze gebruikten de machine om een ​​taak uit te voeren met betrekking tot het genereren van willekeurige getallen, het identificeren van patronen te midden van schijnbaar willekeurige spoelen met figuren.

de plataan, slechts een paar millimeter breed, de taak binnen 200 seconden opgelost, een proces dat op een gewone machine 10 zou duren, 000 jaar—enkele honderden miljoenen keren sneller, met andere woorden.

Google's CEO Sundar Pichai prees het resultaat als een ommekeer in de informatica.

"Voor degenen onder ons die in de wetenschap en technologie werken, het is het 'hallo wereld'-moment waarop we hebben gewacht - de meest betekenisvolle mijlpaal tot nu toe in de zoektocht om kwantumcomputing werkelijkheid te maken, ’ schreef hij in een blogpost.

Johannes Martini, van Google AI en een studieauteur, vertelde journalisten dat zijn collega's "enthousiast waren dat we konden praten" over hun ontdekking.

"De natuurkunde had gelijk... Natuurkundigen dachten dat dit zou werken, ze hadden vertrouwen in de kwantumfysica... en technologiebedrijven zullen nu zien dat deze technologie veel dichterbij is dan ze dachten, " hij zei.

Niet zo snel?

Collega Sergio Boixo omschreef de ontdekking als "verbijsterend".

De zoektocht naar quantum suprematie is nog lang niet voorbij, echter. De auteurs erkennen zelf de noodzaak van betere hardware en meer geavanceerde monitoringtechnieken om de kracht van kwantum echt te benutten.

Sommige directe toepassingen van kwantumcomputing zouden kunnen zijn in versleutelingssoftware en AI, maar de berekeningen ervan kunnen uiteindelijk leiden tot efficiëntere zonnepanelen, drug design en nog slimmere en betere financiële transacties.

De aankondiging van woensdag was niet zonder controverse.

Nadat vorige maand een uitgelekt concept van de paper van het Google-lab online verscheen, chipmaker IBM, die zijn eigen kwantumcomputerprogramma runt, zei dat de opschepperij van de prestaties van de Sycamore-computer overdreven waren.

In plaats van 10, 000 jaar voor een gewone supercomputer om de prestaties van Sycamore te evenaren, IBM-wetenschappers beweerden dat het meer zou zijn dan twee en een halve dag met de meest geavanceerde traditionele processors.

"Omdat de oorspronkelijke betekenis van de term 'kwantum suprematie'... was om het punt te beschrijven waarop kwantumcomputers dingen kunnen doen die klassieke computers niet kunnen, deze drempel is niet gehaald, ’ schreven ze op hun blog.

© 2019 AFP