Chińczycy mają sposób liczenia 100 bilionów razy szybszy niż superkomputery
Naukowcy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hefei poinformowali, że przygotowany przez nich układ optyczny przeprowadził kwantowe obliczenia zwane gaussowskim próbkowaniem bozonu (GBS – Gaussian boson sampling). Udało się to zrobić 100 bilionów razy szybciej niż mogą to zrobić klasyczne superkomputery – wskazali na łamach magazynu „Science”.
Portal „Kopalnia Wiedzy” zwraca uwagę, że wprawdzie metoda GBS powstała po to, by wykazać, iż komputery kwantowe mogą osiągnąć kwantową supremację – czyli wykonać obliczenia, jakich komputery klasyczne nie są w stanie wykonać w rozsądnym czasie – ale można ją przystosować do niektórych wyspecjalizowanych praktycznych obliczeń.
Mechanizm można zobrazować następująco: jest układ optyczny z wieloma wejściami i wyjściami, wpuszczamy do niego pojedyncze fotony, które napotykają między innymi na dzielniki wiązki czy lustra. Metoda GBS polega na próbie odgadnięcia, jak fotony pojawią się na wyjściu.
Macierz 100x100
Układ optyczny, który wykorzystali Jian-Wei Pan i Chao-Yang Lu oraz ich koledzy, ma po 100 punktów wejścia i wyjścia i składa się z losowo rozłożonych 300 rozdzielaczy wiązki i 75 lusterek. Wszystkie elementy były ze sobą nawzajem połączone, więc foton, który wszedł w dowolnym punkcie wejścia, mógł pojawić się dowolnym punkcie wyjścia.
GBS wykonała odpowiednie obliczenia w ciągu około 200 sekund. Tymczasem najszybszy chiński superkomputer – Sunway TaihuLight – który jest czwartym najpotężniejszym superkomputerem na świecie, potrzebowałby na wykonanie tych samych obliczeń... około 2,5 miliarda lat.
– Ten eksperyment to z pewnością kamień milowy w dziedzinie symulacji kwantowych opartych na liniowych układach optycznych – tłumaczy Christine Silberhorn z niemieckiego Uniwersytetu w Paderborn, jeden z twórców zaproponowanej w 2017 r. metody GBS.
Chao-Yang Lu wskazał, że wraz z kolegami na tyle ulepszyli GBS, że możliwe będzie przeprowadzenie eksperymentu na macierzy 144x144. – W przyszłym roku nasza maszyna GBS będzie łatwiejsza w dostrojeniu, mniejsza i bardziej stabilna. Zaczynamy zastanawiać się nad jej wdrożeniem do celów praktycznych – dodał.
