211service.com
Kvanteoverlegenhet fra Google? Ikke så raskt, sier IBM.
Google kvantedatamaskin Google; Redigert av MIT Technology Review
For en måned siden kom nyheten om at Google angivelig hadde oppnådd kvanteoverlegenhet: den hadde fått en kvantedatamaskin til å kjøre en beregning som ville ta en klassisk datamaskin ufattelig lang tid. Selv om selve beregningen - i hovedsak en veldig spesifikk teknikk for å skrive ut tilfeldige tall - er omtrent like nyttig som Wright-brødrenes 12-sekunders første flytur, ville det være en milepæl av lignende betydning, som markerer begynnelsen av en helt ny æra innen databehandling. .
Men i en blogginnlegg publisert i dag , bestrider IBM Googles krav. Oppgaven som Google sier kan ta verdens raskeste klassiske superdatamaskin 10 000 år kan faktisk, sier IBM, gjøres på bare dager.
Som John Preskill, CalTech-fysikeren som laget begrepet kvanteoverlegenhet, skrev i en artikkel for magasinet Quanta , valgte Google spesifikt en veldig smal oppgave som en kvantedatamaskin ville være god på og en klassisk datamaskin er dårlig på. Denne kvanteberegningen har svært lite struktur, noe som gjør det vanskeligere for den klassiske datamaskinen å følge med, men betyr også at svaret ikke er veldig informativt, skrev han.
Googles forskningsartikkel har ikke blitt publisert ( Oppdater : den kom ut to dager etter denne historien), men et utkast ble lekket på nettet forrige måned. I den sier forskere at de fikk en maskin med 53 kvantebiter, eller qubits, til å gjøre beregningen på 200 sekunder. De estimerte også at det ville ta verdens kraftigste superdatamaskin, Summit-maskinen ved Oak Ridge National Laboratory, 10 000 år å gjenta den med samme troskap, eller samme grad av usikkerhet som det iboende usikre kvantesystemet.
Problemet er at slike simuleringer ikke bare er et spørsmål om å portere koden fra en kvantedatamaskin til en klassisk. De vokser eksponentielt hardere jo flere qubits du prøver å simulere. Av den grunn finnes det mange forskjellige teknikker for å optimalisere koden for å komme frem til en god nok ekvivalent.
Og det er der Google og IBM skiller seg. IBM-forskerne foreslår en metode som de sier vil ta bare to og en halv dag på en klassisk maskin med langt større troskap, og som med ytterligere forbedringer kan komme enda lenger ned.
Hovedforskjellen? Harddisk. Simulering av en kvantedatamaskin i en klassisk krever lagring av enorme mengder data i minnet under prosessen for å representere tilstanden til kvantedatamaskinen til enhver tid. Jo mindre minne du har tilgjengelig, jo mer må du dele opp oppgaven i etapper, og jo lengre tid tar det. Googles metode, sier IBM, var sterkt avhengig av å lagre disse dataene i RAM, mens IBM bruker både RAM og harddiskplass. Den foreslår også å bruke en rekke andre klassiske optimaliseringsteknikker, både i maskinvare og programvare, for å øke hastigheten på beregningen. For å være rettferdig har ikke IBM testet det i praksis, så det er vanskelig å vite om det ville fungere som foreslått. (Google nektet å kommentere.)
Så hva står på spill? Enten mye eller ikke mye, avhengig av hvordan du ser på det. Som Preskill påpeker, har problemet Google angivelig løst nesten ingen praktisk konsekvens, og selv ettersom kvantedatamaskiner blir større, vil det ta lang tid før de kan løse andre enn de smaleste problemene. De som kan knekke moderne koder vil sannsynligvis ta tiår å utvikle, i det minste.
Dessuten, selv om IBM har rett i at Google ikke har oppnådd det denne gangen, er terskelen for kvanteoverlegenhet absolutt ikke langt unna. Det faktum at simuleringer blir eksponentielt vanskeligere når du legger til qubits, betyr at det kanskje bare tar en litt større kvantemaskin for å komme til det punktet å være uslåelig på noe.
Likevel, som Preskill bemerker, er selv begrenset kvanteoverlegenhet et sentralt skritt i jakten på praktiske kvantedatamaskiner. Den som til slutt oppnår det vil, som Wright-brødrene, få en plass i historien.