در سال 2019، گوگل نشان داد که رایانه کوانتومی Sycamore خود می تواند مشکلی را حل کند که هیچ رایانه معمولی قادر به حل آن نیست – اما اکنون یک الگوریتم جدید به دستگاه های غیرکوانتومی برتری می دهد.
فن آوری
18 آگوست 2022
کامپیوتر کوانتومی Sycamore گوگل Google (CC BY 3.0)
گوگل با الگوریتمی به چالش کشیده شده است که می تواند مشکل را سریعتر از کامپیوتر کوانتومی Sycamore خود حل کند، که در سال 2019 از آن برای ادعای اولین نمونه از “برتری کوانتومی” استفاده کرد – میزانی که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند کاری را انجام دهد که غیرممکن است. برای کامپیوترهای معمولی گوگل اعتراف می کند که رکورد 2019 آن باقی نخواهد ماند، اما می گوید کامپیوترهای کوانتومی در نهایت پیروز خواهند شد.
سیکامور به برتری کوانتومی در کار راستی آزمایی اینکه نمونه ای از اعداد گسیل شده از مدار کوانتومی دارای توزیع واقعا تصادفی است، دست یافت که او توانست آن را در 3 دقیقه و 20 ثانیه کامل کند. تیم گوگل گفته است که حتی قدرتمندترین ابررایانه جهان در آن زمان، IBM’s Summit، 10000 سال طول می کشد تا به همین نتیجه برسد.
اکنون، پان ژانگ در آکادمی علوم چین در پکن و همکارانش الگوریتم بهبودیافته‌ای را برای یک کامپیوتر غیرکوانتومی ایجاد کرده‌اند که می‌تواند مشکل نمونه‌گیری تصادفی را بسیار سریعتر حل کند، و ادعای گوگل مبنی بر اینکه کامپیوتر کوانتومی تنها راه تمرین برای انجام این کار است را به چالش می‌کشد. محققان دریافتند که می‌توانند برخی از محاسبات را بدون تأثیرگذاری بر نتیجه نهایی نادیده بگیرند و به طور قابل توجهی نیازهای محاسباتی را در مقایسه با بهترین الگوریتم‌های قبلی کاهش دهند.
محققان الگوریتم خود را روی خوشه‌ای متشکل از 512 GPU (واحد پردازش گرافیکی) اجرا کردند و کار را در حدود 15 ساعت به پایان رساندند. اگرچه به طور قابل توجهی طولانی تر از Sycamore است، اما آنها می گویند که نشان می دهد که یک رویکرد محاسباتی کلاسیک هنوز عملی است.
آنها همچنین محاسبه کردند که اگر بتوانند الگوریتم خود را به طور موثر اجرا کنند در یک ابررایانه exascale – که مشخص نیست، زیرا هزینه های سربار عملکرد در ترجمه کد برای این ماشین ها وجود دارد – می تواند مشکل را در “ده ها ثانیه” حل کند و زمان سیکامور را شکست دهد. اولین دستگاه اسکیل عمومی تنها امسال آنلاین شد، اگرچه گفته می شود برخی به صورت خصوصی کار می کنند.
اشلی مونتانارو در دانشگاه بریستول، انگلستان، استدلال می‌کند که اگرچه پیشرفت‌ها در الگوریتم کلاسیک چشمگیر است، اما مقایسه سخت‌افزار کوانتومی سال 2019 با سخت‌افزار کلاسیک پیشرفته مانند ابرکامپیوتر اگزا مقیاس، دستاوردهای احتمالی تحقیقات در محاسبات کوانتومی را نادیده می‌گیرد. سه سال گذشته
او می‌گوید: «من فکر می‌کنم زمانی که گوگل آزمایش‌های خود را انجام داد، همیشه مشخص بود که الگوریتم‌های کلاسیک بهتری توسعه می‌یابد که به نوعی سعی در رقابت با رایانه‌های کوانتومی دارند، زیرا گوگل به نوعی سر خود را بالای جان پناه گرفته است.
ژانگ می‌گوید الگوریتم تیمش «بسیار کارآمدتر از روش‌های موجود» است، اما همچنین اذعان می‌کند که بعید است رایانه‌های کلاسیک برای برخی کارها با ماشین‌های کوانتومی همگام شوند. او می‌گوید: «در نهایت، رایانه‌های کوانتومی نسبت به محاسبات کلاسیک در حل مسائل خاص، مزایای بسیار زیادی خواهند داشت».
مطالعه تیم ژانگ اولین چالش برای ادعای گوگل نیست، اگرچه ممکن است قوی ترین باشد. پس از اعلام گوگل در سال 2019، آی‌بی‌ام ادعا کرد که سامیت می‌توانست این کار را در دو روز و نیم به پایان برساند، اما مهم‌تر از آن، این آزمایش را حتی در مقیاس کوچک‌تر مانند تیم ژانگ انجام نداد.
در گزارشی، سرجیو بویکسودانشمند اصلی Google Quantum AI گفت: «در مقاله 2019 خود گفتیم که الگوریتم‌های کلاسیک بهبود می‌یابند… اما نکته کلیدی این است که فناوری کوانتومی به‌طور تصاعدی سریعتر در حال پیشرفت است. بنابراین، ما معتقد نیستیم که این رویکرد کلاسیک بتواند با مدارهای کوانتومی در سال 2022 و پس از آن، علیرغم پیشرفت‌های قابل توجه در سال‌های اخیر، همگام باشد.
مرجع مجله: نامه معاینه فیزیکیدر مطبوعات
درباره این موضوعات بیشتر بدانید:
منبع: https://www.newscientist.com/article/2333837-googles-quantum-supremacy-challenged-by-ordinary-computers-for-now/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home
