Pierwsze zawody komputerów kwantowych

Świat komputerów kwantowych coraz bardziej nas zadziwia, a to ze względu na niesamowite odkrycia, o których informacje dochodzą do nas z najróżniejszych ośrodków badawczych rozlokowanych na całej planecie. Z ich pomocą będziemy mogli bowiem wykonać naprawdę fascynujące eksperymenty, które pozwolą nam odkryć i zrozumieć istotę funkcjonowania otaczającego nas świata.

Niewątpliwie pionierami tej technologii na naszej planecie są inżynierowie z firmy IBM. Świetnie radzą sobie też na tym polu naukowcy z University of Maryland. Dlatego postanowili oni zorganizować pierwsze w historii zawody zbudowanych przez siebie komputerów kwantowych.

Jako że obie maszyny pracują w zupełnie inny sposób, ciężko do tej pory było określić, która z nich funkcjonuje szybciej i dokładniej. Oba komputery korzystają z pięciu kubitów czyli kwantowych bitów.

W maszynie IBM-a są one reprezentowane przez pięć pętli z nadprzewodzącego materiału, w którym krąży prąd kontrolowany przez mikrofale. Tymczasem w maszynie z University of Maryland wykorzystuje się pięć jonów iterbu umieszczonych w pułapce elektromagnetycznej, którymi manipuluje się za pomocą lasera.

Komputer kwantowy przygotowywany przez IBM. Fot. IBM.

Wcześniej stworzono specjalny algorytm, aby można było obiektywnie porównać potęgę maszyn. Było to możliwe dzięki udostępnieniu przez IBM-a architektury swojego kwantowego procesora, co umożliwiło osobom z zewnątrz jego programowanie ().

W trakcie zawodów na każdej z maszyn uruchomiono zestaw algorytmów i porównywano wyniki ich działania. Okazało się, że maszyna z University of Maryland była dokładniejsza, udzielając prawidłowej odpowiedzi średnio w 77,1 procenta przypadków! Natomiast komputer IBM-a udzielił 35,1 procenta prawidłowych odpowiedzi. Co najważniejsze, był on jednak aż 1000 razy szybszy niż komputer z Maryland.

Takie różnice wynikają z bardzo delikatnej natury procesów/stanów kwantowych. W komputerze uniwersyteckim każdy jon może bowiem wchodzić w interakcje z każdym innym jonem, co czyni całość bardziej stabilną.

Jeśli chodzi o IBM-a, to w w nim interakcja pomiędzy nadprzewodzącymi pętlami odbywała się za pośrednictwem pętli centralnej. Taka architektura sprawia, że stany kwantowe są bardziej narażone na zdestabilizowanie.

Nasza przyszłość to superszybkie komputery kwantowe. Fot. Twitter.

Ale IBM już poinformował, że dokonał odpowiednich zmian, a dokładnie zwiększył liczbę połączeń pomiędzy kubitami, co uczyniło go bardziej stabilnym, niż podczas przeprowadzonego eksperymentu.

Świat naukowy jest bardzo zadowolony z przygotowania takich zawodów, gdyż pokazują one, że w temacie komputerów kwantowych dzieje się coraz więcej, a podejście do tej technologii potrafi być różne i owocować odmiennymi efektami. Zawody mogą mieć więc niebagatelny wpływ na późniejsze kierunki rozwojów poszczególnych projektów.

"Przez długi czas tego typu urządzenia były tak niedoskonałe, że nie było możliwe porównanie dwóch pięciokubitowych komputerów. To znak, że technologia staje się coraz bardziej dojrzała" - powiedział fizyk Simon Benjamin z University of Oxford.

Źródło: / Fot. Twitter