Komputer kwantowy to temat, na który można spotkać wiele sprzecznych opinii. Niektórzy twierdzą, że to tylko rozdmuchana i całkowicie bezsensowna technologia. Inni, że wyprą one klasyczne komputery i są tym, co zawojuje przyszłość. Kolejni, że nie ma prawdziwych komputerów kwantowych. Jeszcze inni, że to technologia dowodząca istnienia innych rzeczywistości, co oczywiście jest bzdurą: znaczy to, że komputery kwantowe stanowią na to dowód. Zostawmy jednak opinie i skupmy się na faktach.
Komputer kwantowy – co to za bestia?
No dobrze, zacznijmy od wyjaśnienia, czym tak w ogóle jest ten cały komputer kwantowy? Otóż klasyczny komputer jest w stanie zapisywać dane w bitach w dwóch stanach: 0 lub 1. Oczywiście możliwe byłoby nadanie większej ilości stanów, co jednak jest mało efektywne. Najważniejsze jest jednak to, że stan w klasycznym komputerze jest jasno określony.
W przypadku komputerów kwantowych mamy qubity, które przechowują dane w superpozycji, czyli stanem może być zarówno 1, jak i 0 i to jednocześnie. To implikuje bardzo wiele problemów, jak to, że superpozycja jest niszczona, kiedy dokonujemy obserwacji. Jest to jednak temat na znacznie dłuższy tekst. Warto jednak wiedzieć, że dzięki superpozycji wiele zadań, zwłaszcza kryptograficznych może zostać wykonanych znacznie szybciej. I to mimo faktu, że komputer kwantowy, o którym mowa w tekście dysponował zaledwie 127 qubitami.
Komputer kwantowy IBM pokonał superkomputer
Skoro podstawową wiedzę mamy już wyjaśnioną, to przejdźmy do eksperymentu IBM. Otóż zespół badawczy z tej firmy pod kierownictwem Abhinava Kandala, przeprowadził eksperyment, który polegał na porównaniu zdolności ich komputera kwantowego o nazwie Eagle z tradycyjnym superkomputerem przy obliczeniu najbardziej prawdopodobnego zachowania zbioru cząstek, takich jak atomy o określonym spinie, ułożone w siatce i oddziałujące ze sobą.
I jeśli nie wiesz czym jest spin atomów, oraz o jakie oddziaływania chodzi to… spokojnie. Nie ma to znaczenia dla tego tekstu. Po prostu uznaj, że chodziło o obliczenie prawdopodobnego zachowania dla czegoś, co powinno być niemalże losowe.
Efekt był taki, że o ile początkowo obie maszyny radziły sobie bardzo dobrze, tak razem ze wzrostem liczny cząstek w układzie komputer kwantowy wysunął się na prowadzenie. Superkomputer najzwyczajniej nie był już w stanie dalej wykonywać obliczeń. Brzmi więc jak wielki sukces? No cóż…
Komputer kwantowy i niekoniecznie zwycięstwo
Znacie ten dowcip o człowieku, który był w stanie błyskawicznie mnożyć dowolne liczby w głowie, ale z zastrzeżeniem, że liczy on szybko, ale niekoniecznie poprawnie? Tak właśnie działa też komputer kwantowy. I chociaż nie zmyśla on sobie wyników, to mają one jednak dość umowną dokładność. A im obliczenia są bardziej złożone, tym efekt tych odchyleń może być większy. Naukowcy natomiast nie byli w stanie określić, czy obliczenia w eksperymencie dały wynik mieszący się w dopuszczalnym błędzie, ponieważ do tego potrzebny byłby wynik z superkomputera, który… no cóż, nie dawał już sobie rady.
Dlatego nie można mówić jeszcze o tak zwanej supremacji kwantowej, czyli o momencie, kiedy superkomputery zostaną pokonane przez komputery kwantowe. Na pewno jest to krok w tym kierunku, zwłaszcza że do momentu odpadnięcia superkomputera z zawodów wyniki były porównywalne, jednak nie jest to dowodem na to, że później komputer kwantowy nie odleciał ze swoimi.
Źródło: Interestingengineering, YouTub, fot. materiały prasowe/IBM