Google наскоро обяви квантово превъзходство, крайгълен камък в квантовите компютри, достигането на който отчита прогреса на разработките в областта. По същество, квантовото превъзходство означава, че е разработен квантов компютър, който може да извършва изчисления и операции, които традиционните машини не могат. До сега, квантовите компютри единствено можеха да извършват огромни изчисления и операции за кратко време, благодарение на огромната си мощност, като същите изчисления биха отнели години на традиционните компютри. Тоест същите операции, които могат да бъда изпълнени на обикновен компютър, само че стотици пъти по-бързо.
С достигането на квантово превъзходство, Google обяви, че разработваните от тях квантови компютри и технологии ще могат да извършват операции, които не са възможни от нито една друга машина.
Microsoft работи върху своя кубитна технология, наречена топологичен кубит, която се очаква да донесе огромни ползи на квантовите изчислителни технологии, които до сега бяха просто обещания и потенциални възможности. След като прекара пет години в разработването на сложния хардуер на топологичните кубити, компанията е почти готова да ги пусне на бял свят, каза Kstasta Svore, генерален мениджър на работата по софтуер за квантови изчисления и квантови изчислителни технологии на Microsoft.
„Ние прекарахме последните няколко години в разработването на тази технология. Вярваме, че сме много близо до завършването ѝ“, каза Svore в четвъртък след разговор по време на международната конференция на IEEE за отчитане на прогреса на компютрите.
Квантовите компютри са трудни за разбиране, трудни за изграждане, трудни за експлоатиране и трудно програмируеми. Тъй като те работят само когато са охладени до температура малко над абсолютната нула (0 градуса Келвин или −273,15°C) – температура, по-ниска от тази в космическото пространство, няма вероятност да използваме квантови компютри в домовете си, поне не и в близките десетилетия.
Но въвеждането им дейта центрове, където клиентите и света могат да се възползват от тях, би могло да донесе огромни ползи, като благодарение на тях технологичните компании ще достигат до цели, които с традиционните компютри биха били невъзможни. Сред примерите, предлагани от Svore, са решаването на химични проблеми като по-ефективно производство на торове или маршрутизиране на камиони за ускоряване на доставките и намаляване на трафика по света.
По-добри кубити
Класическите компютри съхраняват данни като бит, който представлява 1 или 0. Кубитите обаче могат да съхраняват комбинация от 0 и 1 едновременно чрец специфичен принцип на квантовата физика, наречен суперпозиция. Кубитите моган да събират 1 и 0 в обща позиция благодарение на явление, наречено заплитане.
Заедно двете явления – суперпозиция и заплитане, трябва да дадат възможност на квантовите компютри да изследват едновременно огромен брой възможни решения на даден проблем.
Едно от основните предизвикателства пред квантовите изчисления е, че кубитите лесно се смущават. Ето защо сърцето на квантовите компютри се помещава в хладилни контейнери с размер на 55-литров барабан.
Дори и с тази изолация обаче, отделните кубити днес могат да изпълняват полезна дейност само за част от секундата. За да компенсират, квантовите компютърни инженери планират технология, наречена коригиране на грешки, която обединява множество кубити заедно в един ефективен кубит, наречен логичен кубит. Идеята е, че логическите кубити могат да извършват полезна дейност, когато много от съставящите ги кубити са изчерпали своя полезен цикъл от споменатите части от секундата.
Ключовото предимство на топологичния кубит на Microsoft е, че са необходими по-малко физически кубити, за да се направи един логически кубит, каза Svore.
По-конкретно, тя смята, че един логически кубит ще изисква от 10 до 100 физически кубита с технологията на Microsoft. Това се равнява на 1000 до 20 0000 физически кубита при използването на друга технология.
„Вярваме, че режийните разходи ще са далеч по-малко“, каза тя. Това означава, че квантовите компютри ще станат практични с много по-малко кубити.
За сравнение, квантовият изчислителен чип Sycamore на Google използва 53 физически кубита. За сериозна работа с квантовите изчисления, изследователите се надяват да достигнат нива на кубит от поне един милион броя.