Un procesor cuantic IBM a efectuat in numai 19 secunde o sarcina de calcul despre care cercetatorii estimeaza ca ar necesita aproximativ 110 ani pentru a fi reprodusa cu metode clasice pe un supercomputer.
Experimentul a utilizat procesorul Nighthawk r2, cu 120 de qubiti, si atrage atentia inclusiv prin faptul ca sistemul folosit este disponibil prin infrastructura cloud IBM, fara sa fi fost construit special pentru acest test.
Experimentul a folosit 61 dintre cei 120 de qubiti
Pentru realizarea testului, cercetatorii au utilizat 61 dintre cei 120 de qubiti ai procesorului Nighthawk r2. Acestia au fost pusi sa execute o succesiune complexa de operatiuni cuantice.
La finalul procesului, computerul cuantic a generat un milion de rezultate in numai cateva secunde, iar intreaga sarcina a fost finalizata in 19 secunde.
Diferenta fata de calculul clasic apare din dificultatea simularii comportamentului unui sistem cuantic. Pe masura ce complexitatea operatiunilor si dimensiunea sistemului cresc, resursele necesare pentru reproducerea aceluiasi proces pe un computer conventional pot creste foarte mult.
Experimentul nu inseamna insa ca un computer cuantic este, in general, de milioane de ori mai rapid decat un calculator clasic. Comparatia este valabila pentru problema specifica analizata si pentru metodele clasice luate in calcul de cercetatori.
Cum a fost calculata estimarea de 110 ani
Cifra de aproximativ 110 ani nu provine dintr-un experiment clasic inceput cu zeci de ani in urma. Cercetatorii au estimat resursele de calcul necesare pentru simularea pe un sistem conventional a operatiunilor realizate de procesorul cuantic.
Pentru comparatie a fost luata in considerare performanta Frontier, unul dintre cele mai puternice supercomputere construite pana acum. Pe baza volumului de operatiuni estimat, reproducerea sarcinii ar necesita aproximativ 110 ani de procesare continua.
Exista insa o precizare importanta: aceasta durata nu trebuie interpretata drept o bariera definitiva a calculatoarelor clasice. Estimarea se bazeaza pe metodele de simulare cunoscute in prezent. Istoria cercetarii in domeniul calculului cuantic a aratat ca aparitia unor algoritmi clasici mai eficienti poate reduce uneori substantial diferentele anuntate initial.
Din acest motiv, asemenea experimente sunt analizate si verificate ulterior de alte echipe, iar comparatia dintre calculul cuantic si cel clasic poate evolua odata cu dezvoltarea unor noi metode.
Procesorul nu a fost construit special pentru experiment
Un element important al testului este platforma pe care a fost realizat. Nighthawk r2 nu este prezentat drept un sistem experimental la care au acces exclusiv cercetatorii dintr-un anumit laborator.
Procesorul poate fi accesat prin infrastructura cloud IBM, iar experimentul a fost efectuat utilizand sistemul standard, fara modificari speciale ale hardware-ului dedicate acestui test.
Acest aspect este relevant deoarece muta demonstratia din zona unui dispozitiv construit exclusiv pentru obtinerea unui anumit rezultat catre cea a unei platforme care poate fi utilizata si pentru alte experimente.
Rezultatele pot fi verificate de alte echipe
Cercetatorii au pus la dispozitie datele experimentului, configuratia utilizata si codul necesar analizei. Astfel, rezultatele pot fi examinate independent si de alte echipe.
Verificarea este importanta mai ales in cazul comparatiilor dintre sistemele cuantice si supercomputerele clasice. O imbunatatire a algoritmilor conventionali poate modifica semnificativ estimarile privind timpul necesar reproducerii unei anumite sarcini.
Experimentul evidentiaza astfel potentialul calculului cuantic pentru anumite probleme foarte complexe, dar rezultatul trebuie privit in contextul exact al testului. Cele 19 secunde si estimarea de 110 ani descriu performanta pentru aceasta sarcina specifica, nu o diferenta universala intre computerele cuantice si cele clasice.
