Դասականից դուրս. D-Wave-ը հասել է քվանտային գերազանցության իրական խնդրի լուծման գործում
- D-Wave-ը հասել է քվանտային հաշվողական գերազանցության գործնական խնդրի վրա՝ մագնիսական նյութերի մոդելավորում:
- Նրանց քվանտային համակարգիչը բարդ մոդելավորումը լուծում է րոպեների ընթացքում, խնդիրներ, որոնք գերհամակարգչի համար կպահանջեին մոտ մեկ միլիոն տարի:
- Science -ում հրապարակված հետազոտությունը հաստատում է D-Wave Advantage2 նախատիպի արդյունավետությունը։
- Այս առաջընթացը նշանակալի քայլ է դեպի օգտակար քվանտային հաշվողական կիրառությունները։
Քվանտային հաշվողական արդյունաբերության համար պատմական նվաճումում D-Wave Quantum Inc. -ը հայտարարել է առաջին անգամ քվանտային հաշվողական գերազանցության ցուցադրման մասին օգտակար, իրական խնդրի վրա: Հեղինակավոր Science ամսագրում հրապարակված փորձագիտական հոդվածը՝ «Դասականից դուրս հաշվարկները քվանտային մոդելավորման մեջ», մանրամասնում է, թե ինչպես D-Wave-ի չժամանակագրվող քվանտային համակարգիչը վճռականորեն գերազանցեց առաջատար դասական գերհամակարգչին բարդ մագնիսական նյութերի մոդելավորման հարցում: Այս առաջընթացը ոչ միայն հաստատում է քվանտային հաշվողականության ներուժը, այլ նաև դռներ է բացում գործնական կիրառությունների համար, որոնք նախկինում անհասանելի էին համարվում:
Քվանտային գերազանցության սահմանում. ոչ միայն տեսություն, այլ իրական ծառայություն
Տարիներ շարունակ քվանտային գերազանցության հայեցակարգը, այն կետը, երբ քվանտային համակարգիչը կարող է լուծել խնդիրներ, որոնք դուրս են նույնիսկ ամենահզոր դասական համակարգիչների հնարավորություններից, եղել է տեսական: Քվանտային առավելության նախորդ պնդումները հաճախ հանդիպել են թերահավատորեն՝ քննադատվելով անհեթեթ, անգործնական խնդիրների վրա կենտրոնանալու համար, ինչպիսիք են պատահական թվերի գեներացումը: D-Wave-ի նվաճումը խախտում է այս կաղապարը՝ լուծելով խնդիր, որն ունի զգալի գիտական և առևտրային նշանակություն. մագնիսական նյութերի մոդելավորումը:
Այս մոդելավորումը կարևոր նշանակություն ունի նյութերի հայտնաբերման համար, մի ոլորտ, որը կենսական է տեխնոլոգիական առաջընթացի համար տարբեր ոլորտներում՝ բժշկությունից մինչև էլեկտրոնիկա: Այս նյութերի քվանտային բնույթը հասկանալը թույլ է տալիս գիտնականներին նախագծել և օպտիմալացնել դրանք տարբեր կիրառությունների համար:
Խնդիրը. մագնիսական նյութերի մոդելավորումը. ինչու՞ է դա կարևոր
Մագնիսական նյութերը հիմնարար նշանակություն ունեն անթիվ տեխնոլոգիաների համար՝ բժշկական պատկերացումից (MRI) և էլեկտրոնիկայից մինչև գերհաղորդիչներ և սենսորներ: Այնուամենայնիվ, դրանց պահվածքը քվանտային մակարդակում հասկանալը աներևակայելի բարդ է: Այս նյութերի մոդելավորումը դասական համակարգիչների միջոցով հաշվողականորեն ծախսատար և էներգատար է, ինչը հաճախ խոչընդոտում է գիտական առաջընթացը:
D-Wave-ի հետազոտողները, միջազգային թիմի հետ համագործակցությամբ, մոդելավորել են ծրագրավորվող պտտվող ապակիների քվանտային դինամիկան. հաշվողական առումով դժվարին մագնիսական նյութեր: Նրանք համեմատել են D-Wave-ի Advantage2 նախատիպի քվանտային համակարգչի արդյունավետությունը Օուք Ռիջի ազգային լաբորատորիայի Frontier գերհամակարգչի հետ, որը աշխարհի ամենահզոր դասական մեքենաներից մեկն է:
D-Wave Advantage2-ը ընդդեմ Frontier գերհամակարգչի. Դավիթն ընդդեմ Գողիաթի հաշվողական հզորության մեջ
Արդյունքները զարմանալի էին: D-Wave-ի քվանտային համակարգիչը ամենաբարդ մոդելավորումն ավարտել է ընդամենը րոպեների ընթացքում։ Նույն ճշգրտության մակարդակին հասնելու համար Frontier գերհամակարգչից կպահանջվեր մոտ մեկ միլիոն տարի և ավելի շատ էներգիա, քան աշխարհի տարեկան էլեկտրաէներգիայի արտադրությունը: Այս զարմանալի տարբերությունը միանշանակորեն ցույց է տալիս քվանտային առավելությունը և ընդգծում քվանտային համակարգիչների ներուժը՝ հեղափոխելու ոլորտները, որոնք հիմնված են բարդ մոդելավորումների վրա:
D-Wave-ի գործադիր տնօրեն դոկտոր Ալան Բարացն ընդգծել է այս կարևորության նշանակությունը. «Մեր ձեռքբերումը անվերապահորեն ցույց է տալիս, որ D-Wave-ի չժամանակագրվող քվանտային համակարգիչներն այժմ ունակ են լուծել օգտակար խնդիրներ, որոնք դուրս են աշխարհի ամենահզոր գերհամակարգիչների հնարավորություններից: Մենք ոգևորված ենք, որ D-Wave-ի հաճախորդներն այսօր կարող են օգտագործել այս տեխնոլոգիան՝ չժամանակագրվող քվանտային համակարգիչներից շոշափելի արժեք ստանալու համար»:
Ինչո՞ւ է սա այդքան կարևոր։ Արդյունաբերության առաջատարները կշռադատում են
Գիտական համայնքը խանդավառությամբ է արձագանքել: Փորձագետներն ընդգծում են D-Wave-ի առաջընթացի գործնական հետևանքները: Տոկիոյի տեխնոլոգիական ինստիտուտի դոկտոր Հիդետոշի Նիշիմորին դա նշում է որպես «նշանակալի քայլ՝ ցույց տալով լայնածավալ քվանտային հաշվողականության իրական կիրառելիությունը»: Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի դոկտոր Սեթ Լլոյդն ընդգծում է քվանտային չժամանակագրողների ներուժը «այսօր քվանտային համակարգերի առանձնահատկությունները հետազոտելու համար», մինչդեռ Մադրիդի Կոմպլուտենսե համալսարանից դոկտոր Վիկտոր Մարտին-Մայորը գովաբանում է «արդյունքների հստակությունը» և դասական համակարգիչների համար «շատ դժվար» խնդրի լուծումը:
Ի՞նչ է լինելու հաջորդը քվանտային հաշվողականության և D-Wave-ի համար։
Այս նվաճումը նշանակում է կարևոր քայլ առաջ քվանտային հաշվողականության էվոլյուցիայի մեջ: Թեև լիարժեք սխալների ուղղումով քվանտային համակարգիչները դեռ հորիզոնում են, D-Wave-ի ցուցադրումը ապացուցում է, որ քվանտային չժամանակագրողների ներկայիս սերունդը կարող է գործնական արժեք ապահովել: Այս հետազոտության մեջ օգտագործված Advantage2 նախատիպը արդեն հասանելի է D-Wave-ի հաճախորդների համար իրենց Leap ամպային ծառայության միջոցով՝ առաջարկելով անմիջական մուտք դեպի այս նորարարական տեխնոլոգիա:
D-Wave-ի հաջողությունը նոր ուղիներ է բացում նյութագիտության, դեղերի հայտնաբերման, ֆինանսական մոդելավորման և հաշվողականորեն ինտենսիվ այլ ոլորտների համար: Ինչպես D-Wave-ի գլխավոր գիտնական դոկտոր Մոհամմադ Ամինը դիպուկ նշեց. «Բացի Ռիչարդ Ֆեյնմանի՝ քվանտային համակարգչով բնությունը մոդելավորելու տեսլականը իրականացնելուց, այս հետազոտությունը կարող է նոր հորիզոններ բացել գիտական հայտնագործությունների և քվանտային հավելվածների մշակման համար»: