양자 컴퓨터. Jiuzhang 장치는 슈퍼 컴퓨터보다 훨씬 빠릅니다.

중국 과학자 팀은 양자 컴퓨터 저자에 따르면 퀀 타의 우수성을 보여줍니다. Jiuzhang 계산기의 장점은 컴퓨팅 속도에서 나타납니다. 중국 연구팀에 따르면 양자 컴퓨터는 가장 빠른 재래식 컴퓨터가 완료하는 데 수백만 년이 걸리는 계산을 수행하는 데 불과 200 초 밖에 걸리지 않았습니다.

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

지난해 XNUMX 월 구글 관계자는 양자 우위 달성에 관한 초기 언론 보도를 확인했다. 그들이 만든 Sycamore 컴퓨터는 오랫동안 기다려온 돌파구처럼 보였습니다. 양자 컴퓨팅 되려고. Google 엔지니어들은 양자 컴퓨터가 XNUMX 분 만에 문제를 해결했다고보고했습니다.이 문제는 최고의 기존 기계라도 수천 년이 걸리는 문제입니다.

양자 컴퓨터는 기존 기계를 훨씬 능가 할 수 있습니다. 목표는 소위 "양자 우월Sycamore 컴퓨터는 매우 특정한 경우에만이 이점을 얻었습니다. Google 엔지니어의 실험은 큐 비트에서 임의 연산을 수행하고 결과를 읽는 것으로 구성되었습니다. 결과적으로 바이너리 시스템으로 인코딩 된 숫자 문장이 분포되어 있는지 확인했습니다. 이러한 계산은 특별히 유용하지는 않지만 장치의 컴퓨팅 성능에 큰 영향을 미칩니다.

이미지 출처 : 자연 https://www.nature.com/articles/d41586-020-03434-7; 한센 종

지우 장

양자 컴퓨터는 여전히 새로운 분야입니다. 전 세계의 과학자들은 매우 다른 프로젝트를 진행하고 있습니다. "과학"에서 중국 과학자들은 양자 컴퓨터와 그 성능에 대한 정보를 제공했습니다. 그러나 귀하의 컴퓨터는 Google의 컴퓨터와 다릅니다.

Sycamore는 큐 비트, 즉 고도로 냉각 된 초전도 물질로 표현되는 양자 비트를 기반으로합니다. 클래식 컴퓨터는 두 가지 상태 (일반적으로 1 또는 0으로 표시됨) 중 하나를 가질 수있는 비트로 계산을 수행하지만 양자 비트 또는 큐비 트는 동시에 여러 상태에 존재할 수 있습니다. 이를 통해 기존 컴퓨터보다 빠르게 문제를 해결할 수 있습니다.

그러나 양자 계산이 이러한 고전적 계산을 무너 뜨릴 것이라고 예측하는 이론은 수십 년 동안 존재 해 왔지만 실용적인 양자 컴퓨터를 구축하는 것은 훨씬 더 어렵다는 것이 입증되었습니다.

중국의 과학자들은 광자를 기반으로 한 양자 컴퓨터를 만들었습니다. 그들은 레이저 빔을 사용하여 일반 컴퓨터에서는 사실상 불가능했던 계산을 수행했습니다. 이것은 가우시안으로 알려진 것입니다. Boson 샘플링 (GBS). Jiuzhang는 현존하는 최고의 슈퍼 컴퓨터에서 수백만 년이 걸리는 일을 몇 분 만에 달성했습니다.

boson 샘플링

보손 샘플링의 문제는 양자 파가 서로 간섭하여 입자의 위치가 본질적으로 플로팅되는 많은 보손 (광자를 포함하는 기본 입자 범주)의 확률 분포를 계산하는 것입니다. 즉, 여러 입력과 출력을 가진 선형 광 회로의 출력 전력을 계산하는 것입니다.

중국 과학자들은 광자가 회로에 병렬로 보내지고 내부에 빔 스플리터 또는 거울로 분리되는 기계를 만들었습니다. 두 개의 광자가 동시에 동일한 빔 스플리터에 부딪히면 둘 다 동일한 경로를 사용한다는 점은 주목할 가치가 있습니다. boson 샘플링 방법의 임무는 출력에서 ​​광자의 분포를 추측하는 것입니다-출력 구성의 입력에서 광자 구성에서 추측합니다. 기존 컴퓨터는 그러한 시스템의 분포를 계산하려고 할 때 매우 빠르게 막 다른 골목에 갇히게됩니다.

Jiuzhang는 100 개의 빔 스플리터와 100 개의 미러로 300 개의 입력과 75 개의 출력을 처리하도록 제작되었습니다. 전체 광학 시스템이 상호 연결되어 모든 광자가 어느 지점에서나 시스템에 들어갔다가 다시 나올 수 있습니다.

중국 과학자들이 개발 한 Jiuzhang 컴퓨터는 200 초 만에 boson을 스캔하는 문제에 대한 해결책을 찾았습니다. 과학자들은 또한 중국 슈퍼 컴퓨터 TaihuLight (현재 세계에서 세 번째로 강력한 슈퍼 컴퓨터로 간주 됨)에 대한 이러한 계산에는 2,5 억 년이 걸릴 것으로 추정했습니다.