Объявлено об успешном создании прототипа квантового компьютера под названием «Цзючжан-3», производительность которого в решении математической задачи, основанной на выборке гауссовых бозонов, превышает производительность имеющихся суперкомпьютеров в 10^24 степени раз, сообщает агентство Синьхуа в четверг.
Количество фотонов в системе «Цзючжан-3» увеличилось до 255; для сравнения, в «Цзючжан» первого поколения было 76 фотонов.
Фотоны здесь – частицы, которые находятся в «запутанном» состоянии (изменение спинов двух «запутанных» фотонов не может происходить независимо), обеспечивая саму возможность квантовых вычислений.
О квантовых вычислениях
Квантовый компьютер использует привычную вычислительным машинам двоичную систему счисления, «внутри» у него только нули и единицы. Однако термин «кубит» (q-bit, «бит» квантового компьютера) принципиально отличен от бита: про состояние кубита в каждый момент времени нельзя сказать, что у него внутри — ноль или единица. Чтобы выяснить это, надо «снять» данные — открыть коробку с котом Шрёдингера и понять, жив кубит («1») или мертв («0»).
Квантовые вычисления обеспечиваются возможностью зафиксировать взаимосвязь регистра (совокупности) кубитов, находящихся в т.н. суперпозиции. Кубиты можно ввести в так называемое запутанное (общее, единое) состояние, когда измерение одного кубита фиксирует не только его состояние (это состояние не определяется, напомним, выбором между «0» и «1», запутанность регистра кубитов хранит несопоставимо более богатый набор возможностей), но и состояние всех кубитов в регистре. Если N кубитов в регистре запутаны, тогда одной операцией квантовый компьютер может сразу, одновременно, обработать 2^N бит данных.
Это даёт, во-первых, грандиозный рост размерности обрабатываемых данных: при N=50 регистр запутанных кубитов эквивалентен по объёму хранимых данных 10^18 бит. Во-вторых, становятся доступны некоторые задачи, недостижимые для классических компьютеров и имеющие важнейшее прикладное значение (например, преодоление криптозщиты).
Основная задача, стоящая перед конструкторами квантовых компьютеров – проектирование и создание кубитов. Китайцы для описываемого компьютера использовали фотоны, способные находиться в запутанном состоянии.
Самые сложные задачи, которые «Цзючжан-3» может рассчитать за одну микросекунду, потребовали бы от самого мощного в мире суперкомпьютера Frontier около 20 миллиардов лет, говорится в сообщении.
Надо учесть, однако, что не все типы задач поддаются квантовым вычислениям.
Название «Цзючжан» происходит от древнекитайской математической монографии «Цзючжан суаньшу», в которой обобщены достижения китайцев в математике за период с V века до н.э. до III века н.э.