Физики из шанхайского Китайского института науки и технологий (USTC) на своем квантовом компе Jzhāng реализовали опыт по отбору проб гауссовских бозонов. Квантовая система Jzhāng за 200 секунд отобрала 76 фотонов, тогда как традиционному суперкомпьютеру на это потребовалось бы 2,5 миллиардов лет.
Поставленный в китайском институте опыт — это даже не проба пера. Учёные всё ещё находятся в колебаниях по поводу выбора физических принципов, на которых можно строить квантовые вычислители, и даже не убеждены в выборе круга задач, с которыми квантовые системы будут управляться лучше, чем традиционные. Потому приобретенный опыт, пусть даже он не повлечёт за собой никаких практических результатов в ближнем будущем, не наименее важен, чем тривиальный прорыв.
В своё время физики-теоретики много надежд связывали с оптическими (фотонными) квантовыми вычислителями. Это было соединено с тем, что фотоны обещали стать кубитами при комнатной температуре, что резко упрощало бы сборку и эксплуатацию квантовых систем. На практике для сотворения многокубитовой оптической квантовой системы потребовались бы миллионы лазеров и сотки миллионов зеркал, призм и много чего же другого, что принуждало запамятовать о несчастном квантовом приемуществе оптических квантовых вычислителей над традиционными.
Поставленный китайцами опыт как раз показал, что даже с ограниченным набором компонент оптическая квантовая система способна затмить традиционную, а означает, перспективы на этом направлении есть, нужно лишь работать и работать.
Задачка по отбору проб гауссовских бозонов традиционным компом решается матричным способом, что экспоненциально наращивает время расчёта по мере роста числа определённых частиц. Оптический квантовый комп сам для себя работающая модель по отбору проб гауссовских бозонов. Чтоб вычислить итог, нужно просто поставить опыт. И если на любой цикл отбора на квантовой системе уходит до 200 секунд, то суперкомпьютер должен издержать на это несопоставимо больше времени.
Вообщем, китайская установка, представленная физиками, тоже не обычная. Излучение лазера расщепляется на 25 лучей и поражает 25 кристаллов титанилфосфата калия. Опосля попадания в любой кристалл из него в обратных направлениях вылетает два фотона. Фотоны попадают в 100 входов, любой из которых ведёт по маршруту из 300 призм и 75 зеркал. Выходов у системы тоже 100 с датчиками на конце, которые и регистрируют дошедшие до финиша частички. В среднем за 200-секундные циклы группа USTC нашла около 43 фотонов за пуск. Но за один раз они следили 76 фотонов — этого наиболее чем довольно, чтоб оправдать заявку на квантовое приемущество.
Традиционный комп при успешных обстоятельствах способен вычислить 50 фотонов за двое суток расчётов, а на отбор 76 фотонов может пригодиться 2,5 миллиардов лет, как гласит экстраполяция.
Кроме подтверждения принципной способности достигнуть квантового приемущества на оптическом квантовом вычислителе, приобретенный итог на теоретическом уровне можно будет применить для решения практических задач в недалёком будущем. К примеру, для решения специализированных задач в квантовой химии и арифметике. В наиболее широком смысле возможность управлять фотонами как кубитами является предпосылкой для сотворения в дальнейшем крупномасштабного квантового Веба либо его главных частей. Другими словами, в этом случае уместен тезис «дорогу осилит идущий».