211service.com
Quantum suprematie van Google? Niet zo snel, zegt IBM.
Google kwantumcomputer Google; Bewerkt door MIT Technology Review
Een maand geleden brak het nieuws uit dat Google naar verluidt de kwantumsuprematie had bereikt: het had een kwantumcomputer zover gekregen om een berekening uit te voeren die een klassieke computer onhaalbaar veel tijd zou kosten. Hoewel de berekening zelf - in wezen een zeer specifieke techniek voor het uitvoeren van willekeurige getallen - ongeveer net zo nuttig is als de eerste vlucht van 12 seconden van de gebroeders Wright, zou het een mijlpaal van vergelijkbare betekenis zijn, die het begin markeert van een geheel nieuw tijdperk van computergebruik .
Maar in een blogpost vandaag gepubliceerd , betwist IBM de claim van Google. De taak die volgens Google de snelste klassieke supercomputer ter wereld 10.000 jaar zou kunnen kosten, kan volgens IBM in slechts enkele dagen worden uitgevoerd.
Zoals John Preskill, de CalTech-fysicus die de term quantum suprematie bedacht, schreef in een artikel voor Quanta magazine , heeft Google specifiek gekozen voor een zeer beperkte taak waar een kwantumcomputer goed in zou zijn en een klassieke computer slecht in. Deze kwantumberekening heeft heel weinig structuur, wat het voor de klassieke computer moeilijker maakt om bij te blijven, maar het betekent ook dat het antwoord niet erg informatief is, schreef hij.
Het onderzoekspaper van Google is niet gepubliceerd ( Bijwerken : het kwam twee dagen na dit verhaal uit), maar een concept is online gelekt vorige maand. Daarin zeggen onderzoekers dat ze een machine met 53 kwantumbits, of qubits, hebben gekregen om de berekening in 200 seconden uit te voeren. Ze schatten ook dat het 's werelds krachtigste supercomputer, de Summit-machine in het Oak Ridge National Laboratory, 10.000 jaar zou kosten om het met gelijke getrouwheid te herhalen, of hetzelfde niveau van onzekerheid als het inherent onzekere kwantumsysteem.
Het probleem is dat dergelijke simulaties niet alleen een kwestie zijn van het overzetten van de code van een kwantumcomputer naar een klassieke. Ze groeien exponentieel harder naarmate je meer qubits probeert te simuleren. Om die reden zijn er veel verschillende technieken om de code te optimaliseren om tot een goed genoeg equivalent te komen.
En daar verschillen Google en IBM van. De IBM-onderzoekers stellen een methode voor die volgens hen slechts twee en een halve dag zou duren op een klassieke machine met een veel grotere betrouwbaarheid, en die met aanvullende verfijningen nog verder zou kunnen dalen.
Het belangrijkste verschil? Harde schijven. Om een kwantumcomputer in een klassieke te simuleren, moeten tijdens het proces enorme hoeveelheden gegevens in het geheugen worden opgeslagen om de toestand van de kwantumcomputer op een bepaald moment weer te geven. Hoe minder geheugen je beschikbaar hebt, hoe meer je de taak in fasen moet opdelen, en hoe langer het duurt. De methode van Google, zegt IBM, was sterk afhankelijk van het opslaan van die gegevens in RAM, terwijl die van IBM zowel RAM als ruimte op de harde schijf gebruikt. Het stelt ook voor om een hele reeks andere klassieke optimalisatietechnieken te gebruiken, zowel in hardware als in software, om de berekening te versnellen. Om eerlijk te zijn, IBM heeft het niet in de praktijk getest, dus het is moeilijk te zeggen of het zou werken zoals voorgesteld. (Google weigerde commentaar te geven.)
Dus wat staat er op het spel? Veel of weinig, het is maar hoe je het bekijkt. Zoals Preskill opmerkt, heeft het probleem dat Google naar verluidt heeft opgelost bijna geen praktische gevolgen, en zelfs als kwantumcomputers groter worden, zal het nog lang duren voordat ze de kleinste soorten problemen kunnen oplossen. Degenen die moderne codes kunnen kraken, zullen waarschijnlijk op zijn minst tientallen jaren nodig hebben om zich te ontwikkelen.
Bovendien, zelfs als IBM gelijk heeft dat Google het deze keer niet heeft bereikt, is de drempel voor kwantumoverheersing zeker niet ver weg. Het feit dat simulaties exponentieel moeilijker worden naarmate je qubits toevoegt, betekent dat er misschien maar een iets grotere kwantummachine nodig is om op het punt te komen dat je echt onverslaanbaar bent in iets.
Toch, zoals Preskill opmerkt, is zelfs beperkte kwantumoverheersing een cruciale stap in de zoektocht naar praktische kwantumcomputers. Wie het uiteindelijk ook bereikt, krijgt, net als de gebroeders Wright, een plaats in de geschiedenis.