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量子コンピューター。 Jiuzhangデバイスはスーパーコンピューターよりもはるかに高速です

中国の科学者のチームにはXNUMXつあります 量子コンピューター その著者によると、これは量子の優位性を示しています。 Jiuzhang計算機の利点は、計算速度に現れます。 中国の研究チームによると、彼らの量子コンピューターが計算を実行するのにたった200秒しかかからなかったが、これは従来の最速のコンピューターが何百万年もかかるだろう。

自然 https://www.nature.com/articles/d41586-020-03434-7

昨年XNUMX月、Googleの関係者は、量子超越性の達成に関する以前のメディアレポートを確認しました。 彼らが作成したシカモアコンピュータは、待望の突破口のようでした。 量子コンピューティング することが。 グーグルのエンジニアは、彼らの量子コンピューターが問題をXNUMX分強で解決したと報告しました。

量子コンピューターは、従来のマシンをはるかに上回ります。 目的は、いわゆる「量子超越性Sycamoreコンピュータは、非常に特殊なケースでのみこの利点を実現しました。Googleエンジニアの実験は、キュービットに対してランダムな演算を実行し、結果を読み取ることでした。バイナリシステムでエンコードされた結果の数字の文は、それらの分布がこれらの計算は特に有用ではありませんが、デバイスの計算能力に大きな影響を与えます。

画像ソース: 自然 https://www.nature.com/articles/d41586-020-03434-7; ハンセン・ジョン


九章

量子コンピューターはまだ新しい分野です。 世界中の科学者が非常に異なるプロジェクトに取り組んでいます。 「科学」では、中国の科学者が量子コンピューターとその性能に関する情報を提供しました。 ただし、お使いのコンピュータはGoogleのマシンとは異なります。

シカモアは、量子ビット、つまり高度に冷却された超伝導材料によって表される量子ビットに基づいています。 従来のコンピューターは、1つの状態(通常は0またはXNUMXで表される)のいずれかを持つビットを使用して計算を実行しますが、量子ビットまたはキュービットは、同時に複数の状態で存在する可能性があります。 これにより、従来のコンピューターよりも早く問題を解決できます。

しかし、量子計算がこれらの古典的な計算を打ち負かすと予測する理論は何十年も前から存在していましたが、実用的な量子コンピューターを構築することははるかに困難であることがわかりました。

中国の科学者たちは、光子に基づいた量子コンピューターを作成しました。 彼らはレーザー光線を使用して、通常のコンピューターでは事実上不可能な計算を行いました。 これはガウス分布として知られているものです ボソンサンプリング (GBS)。 九章は、現存する最高のスーパーコンピューターで何百万年もかかることを数分で達成しました。


ボソンのサンプリング

ボソンサンプリングの問題は、量子波が互いに干渉して粒子の位置が本質的にプロットされるように、多くのボソン(光子を含む素粒子のカテゴリ)の確率分布を計算することです。 言い換えれば、それは複数の入力と出力を持つ線形光回路の出力パワーを計算することです。

中国の科学者たちは、光子が回路と並列に送られ、内部に入るとビームスプリッターまたはミラーによって分離される機械を構築しました。 XNUMXつの光子が同時に同じビームスプリッターに当たると、両方が同じ経路をたどることは注目に値します。 ボソンサンプリング法のタスクは、出力での光子の分布を推測することです。つまり、出力構成の入力での光子構成から推測します。 従来のコンピュータは、そのようなシステムの分布を計算しようとすると、すぐに行き詰まりに陥ります。

Jiuzhangは、100個のビームスプリッターと100個のミラーで300個の入力と75個の出力を処理するように構築されました。 光学システム全体が相互接続されているため、すべての光子はいつでもシステムに入り、いつでも再び出ることができます。

中国の科学者によって開発された九章コンピュータは、200秒でボソンをスキャンする問題の解決策を見つけました。 科学者たちはまた、中国のスーパーコンピューターTaihuLight(現在世界で2,5番目に強力なスーパーコンピューターと見なされている)でのそのような計算にはXNUMX億年かかると推定しました。