Квантовите компютри се смятат, че ще могат да преодолеят Закона на Мур, според който броят на транзисторите в процесорите се удвоява на всеки две години. Той разполага и с по-обща формулировка, според която изчислителната мощ се удвоява за същия период от време. Тази зависимост продължава да важи за съвременните чипове и дори се наблюдава тенденция на забавяне. Спецификата на квантовите компютри е, че те не следват класическите физически закони, а по-скоро се опират на квантовите такива. Доскоро подобни разработки бяха или в рамките на научната-фантастика, теорията или на изключително ранни и груби прототипи.
До днес, след като Google обяви, че е създал чип, който може да извършва толкова като количество и сложност изчисления за 200 секунди, които на традиционен суперкомпютър биха отнели 10 хил. години. Продуктът на интернет гиганта се казва Sycamore, като повече подробности за него са публикувани в научното списание Nature.
Постигане на суперпозиция
Традиционните компютри използват директен достъп до паметта на системата, за да извършат съответните изчисления. Тя разполага с точно две определени състояния, които ние сме свикнали да определяме като битове и да означаваме с двуичен код (1 и 0). С което паметта има точно определен размер и колкото по-голяма е тя, толкова повече информация може да се обработи от процесора.
При квантовите компютри, паметта може да бъде не само 1 и 0, но и двете едновременно. Последното състояние се нарича суперпозиция и благодарение на това качество, позволява на подобни устройства да извършват няколко изчисления едновременно, което дава много по-голяма бързина и капацитет спрямо традиционните модели. Вместо битове, квантовите компютри използват кюбитове или квантови битове (qbit).
Sycamore е 53 qbit-ов процесор, в който Google влагат няколко иновации по техни думи. Първата е изграждането на бърза и едновременна връзка, по която кюбитовата информация може да се придвижва в двуизмерно пространство. Архитектурата е 10nm, като тактовата честота съответства на между 5 и 7GHz.
Квантовото превъзходство
Тестовете на Sycamore включват и сравнения с един от най-бързите суперкомпютри в момента на планетата. Според Google, изчисления, които на последния ще отнеме 10 хил. години, техният квантов компютър извършва за 200 секунди. Интернет гигантът твърди, че е постигнал квантово превъзходство – термин въведен от Джон Прескил през 2012 г. Според който, квантовите компютри извършват операции и действия, които традиционните не могат да осъществят.
IBM оспориха тази теза. Технологичният гигант също разработва квантов компютър, но също така седи и зад направата на суперкомпютъра, който служи за сравнение на Google. IBM подчертава в свой блог пост, че при най-идеалните параметри, изчисленията на традиционната машина ще отнемат два дни и половина, а не 10 хил. години. Така, според тях, не са посрещнати изискванията за постигане на квантово превъзходство.
Скоро и извън лабораторията?
Ако оставим настрана спречкването на двата основни конкурента в областта, Google завършва целия си научен труд с думите, „че сме само на един алгоритъм разстояние в прилагането на технологията на практика“. Нито компанията, нито главният ѝ изпълнителен директор Синдар Пичай в интервю за Technology Review, не предоставят достатъчно конкретика какви точно.
Според Google, Sycamore в момента може да извършва без проблеми базови квантови изчисления. Компанията работи усилено върху конкретни приложения, които включват симулации свързани с квантовата физика и химия.
Пичай коментира, че квантовите компютри ще ни помогнат да разберем природните процеси и структура много по-добре и като цяло ще може да изследваме квантовата механика и физика. Той допълни, че все още сме на години разстояние от създаването на достатъчно добри и работещи безпроблемно квантови компютри.
В блог пост на Google, Пичай допълни, че компанията изследва сферата от 13 години. От 2014 г. интернет гигантът се концентрира по-силно върху квантовите компютри, като създава специален екип.
Постижението на Google беше приветствано от научната общественост и във всички случаи бележи важен етап в развитието на технологиите.
