211service.com
Quantum supremacy från Google? Inte så snabbt, säger IBM.
Google kvantdator Google; Redigerat av MIT Technology Review
För en månad sedan kom nyheten om att Google enligt uppgift hade uppnått kvantöverhöghet: man hade fått en kvantdator att köra en beräkning som skulle ta en klassisk dator oerhört lång tid. Även om själva beräkningen – i huvudsak en mycket specifik teknik för att mata ut slumpmässiga siffror – är ungefär lika användbar som bröderna Wrights 12-sekunders första flygning, skulle det vara en milstolpe av liknande betydelse, som markerar början på en helt ny era av datoranvändning. .
Men i en blogginlägg publicerat idag , IBM bestrider Googles anspråk. Uppgiften som Google säger kan ta världens snabbaste klassiska superdator 10 000 år kan faktiskt, säger IBM, göras på bara några dagar.
Som John Preskill, CalTech-fysikern som myntade termen quantum supremacy, skrev i en artikel för tidningen Quanta , Google valde specifikt en mycket smal uppgift som en kvantdator skulle vara bra på och en klassisk dator är dålig på. Denna kvantberäkning har väldigt lite struktur, vilket gör det svårare för den klassiska datorn att hänga med, men gör också att svaret inte är särskilt informativt, skrev han.
Googles forskningsartikel har inte publicerats ( Uppdatering : den kom ut två dagar efter den här historien), men ett utkast läckte ut på nätet förra månaden. I den säger forskare att de fick en maskin med 53 kvantbitar, eller kvantbitar, för att göra beräkningen på 200 sekunder. De uppskattade också att det skulle ta världens mest kraftfulla superdator, Summit-maskinen vid Oak Ridge National Laboratory, 10 000 år att upprepa den med samma trohet, eller samma nivå av osäkerhet som det inneboende osäkra kvantsystemet.
Problemet är att sådana simuleringar inte bara handlar om att portera koden från en kvantdator till en klassisk. De växer exponentiellt hårdare ju fler qubits du försöker simulera. Av den anledningen finns det en mängd olika tekniker för att optimera koden för att komma fram till en tillräckligt bra motsvarighet.
Och det är där Google och IBM skiljer sig åt. IBM-forskarna föreslår en metod som de säger skulle ta bara två och en halv dag på en klassisk maskin med mycket större tillförlitlighet, och som med ytterligare förfiningar skulle kunna komma ner ännu längre.
Den viktigaste skillnaden? Hårddiskar. Att simulera en kvantdator i en klassisk kräver att stora mängder data lagras i minnet under processen för att representera kvantdatorns tillstånd vid varje givet ögonblick. Ju mindre minne du har tillgängligt, desto mer måste du dela upp uppgiften i etapper, och desto längre tid tar det. Googles metod, säger IBM, förlitade sig mycket på att lagra dessa data i RAM, medan IBM använder både RAM och hårddiskutrymme. Den föreslår också att man använder en rad andra klassiska optimeringstekniker, både i hårdvara och mjukvara, för att påskynda beräkningen. För att vara rättvis har IBM inte testat det i praktiken, så det är svårt att veta om det skulle fungera som föreslaget. (Google avböjde att kommentera.)
Så vad står på spel? Antingen en hel del eller inte mycket, beroende på hur man ser på det. Som Preskill påpekar har problemet som Google enligt uppgift löst nästan ingen praktisk konsekvens, och även när kvantdatorer blir större kommer det att ta lång tid innan de kan lösa några utom de smalaste klasserna av problem. De som kan knäcka moderna koder kommer sannolikt att ta decennier att utveckla, åtminstone.
Dessutom, även om IBM har rätt i att Google inte har uppnått det den här gången, är tröskeln för kvantöverhöghet definitivt inte långt borta. Det faktum att simuleringar blir exponentiellt svårare när du lägger till qubits betyder att det kanske bara krävs en lite större kvantmaskin för att komma till den punkt att vara riktigt oslagbar på något.
Ändå, som Preskill noterar, är även begränsad kvantöverhöghet ett avgörande steg i jakten på praktiska kvantdatorer. Den som i slutändan uppnår det kommer, precis som bröderna Wright, att få ta en plats i historien.