Китайски учени за пореден път окончателно развенчаха мита за квантовото превъзходство на системата Google Sycamore

През 2019 г. изследователите на Google заявиха, че са първите, постигнали квантово надмощие, когато квантовият компютър Sycamore на компанията извърши изчисления за 200 секунди, които биха отнели на конвенционален суперкомпютър 10 000 години. Учени в Китай са направили същото изчисление за няколко часа, използвайки конвенционални графични процесори и твърдят, че суперкомпютър би направил същото за няколко десетки секунди.

Очевидно Google твърде прибърза, когато обяви квантовото си надмощие преди три години, което се оказа крайъгълен камък, след който класическите компютри най-накрая се предадоха на квантовите компютри в сферата на изчисленията или някакъв вид симулация. Такова гръмко изявление не можеше да остане незабелязано в научната общност и IBM беше първият, който реагира на него, тъй като Google в изявлението си сравни системата Sycamore със суперкомпютъра IBM Summit. IBM постави под въпрос квантовото превъзходство на Sycamore и каза, че Summit може да извърши подобни изчисления за 2,5 дни, а не за 10 000 години, както твърди Google.

След това китайски учени започнаха да развенчават мита за квантовото превъзходство на Google Sycamore за решаване на определен тип проблеми – изпълнение на алгоритъм за моделиране на произволна квантова схема или сеймплинг от изходното разпределение на случайни квантови схеми – към това пристъпиха китайските учени, но не теоретично, както направиха от IBM, а решавайки задачата практически на класически компютри.

Миналата година чрез оптимизиране на алгоритъма китайците чрез 60 видеокарти на NVIDIA решиха проблема за 5 дни. Очевидно един суперкомпютър може да реши проблема по-бързо. Наистина, новата китайска супер система Oceanlite, базирана на новото поколение чипове Sunway (ShenWei), получи престижната награда Gordon Bell за какво? За опровергаването на твърдението на Google за постигане на квантово надмощие. Oceanlite реши проблема за 304 секунди, като същевременно стана първият в света, преодолявайки екзафлопсната бариера.

Невероятната сила на Oceanlite е почти равна на възможностите на квантовия Sycamore. Но китайците отново оптимизираха алгоритъма и успяха да решат квантовата задача на Google на 512 видеокарти NVIDIA за 15 часа. Както казват учените, ако имаха суперкомпютър, биха решили проблема за няколко десетки секунди, което би оставило резултата на Google Sycamore далеч назад.

Китайските експерти говорят подробно за алгоритъма и методологията за извършване на изчисленията в списанието Physical Review Letters. За ускоряване на изчисленията е допуснато определено ниво на допустими грешки (неточности). Така че, ако Google извърши изчисления, като вземе предвид вероятността от грешки от 0,2%, тогава китайските изследователи са позволили вероятността от грешки на ниво 0,37%, което е ускорило изчисленията с 256 пъти. Китайците също са използвали тензорни матрици, благодарение на които изчисленията са сведени до прости операции за умножение, а графичните процесори правят това най-добре в режим на паралелна обработка на данните.