يقول قانون نيفن أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تتحسن "بسرعة مضاعفة." إذا كان بإمكانه تحمل اختبار الزمن ، فانتظر التفوق الكمومي ليس طويلًا.
جوجل معالج الثعلب الكمفي ديسمبر 2018 ، أجرى علماء من Google AI حسابات على أفضل معالج كم من Google. كانوا قادرين على إعادة إنتاج هذه الحسابات على جهاز كمبيوتر محمول منتظم. ثم في كانون الثاني (يناير) ، أطلقوا الاختبار نفسه على نسخة محسنة من رقاقة الكم. هذه المرة احتاجوا إلى كمبيوتر مكتبي قوي لمحاكاة النتيجة. وبحلول فبراير ، لم يعد لديهم أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية القادرة على محاكاة منافسيهم الكم. للقيام بذلك ، اضطر الباحثون إلى طلب وقت المعالج على شبكة ضخمة من الخوادم.
قال
هارتموت نيفين ، مدير مختبر الذكاء الاصطناعي الكم في Google: "في وقت ما في فبراير ، اضطررت إلى إجراء مكالمات قليلة وأقول ،" مهلاً ، نحن بحاجة إلى مزيد من الحصص ". "لقد أجرينا المهام التي تتطلب مليون المعالجات."
هذا التحسن السريع أدى إلى ما يسمى قانون نيفين ، قاعدة جديدة تصف مدى سرعة الحواسيب الكمومية في اللحاق بالكمبيوتر التقليدي. ولدت القاعدة كملاحظة داخلية ، وعندها فقط ذكرها نيفين في مايو في ندوة Google Quantum Spring. هناك ، قال إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تزيد من قوة الحوسبة مقارنة بأجهزة الكمبيوتر التقليدية من خلال سرعة مضاعفة الأسرع - حركة سريعة بشكل مذهل.
مع النمو المتضاعف ، "في البداية يبدو أن لا شيء يحدث ، لا شيء يحدث ، ثم يا - وفجأة أنت في عالم آخر" ، قال نيفين. "هذا ما نلاحظه."
حتى النمو الأسي هو ظاهرة سريعة إلى حد ما. وهذا يعني أن كمية معينة ينمو ، حيث القوى اثنين: 2
1 ، 2
2 ، 2
3 ، 2
4 . في البداية ، الزيادة ليست ملحوظة للغاية ، لكن الزيادة اللاحقة ضخمة. قانون مور ، القاعدة الشهيرة التي تضاعف قوة الحوسبة كل عامين تقريبًا ، هي قواعد أسية.
النمو الأسي المزدوج يبدو أكثر أهمية. بدلاً من زيادة درجتين ، تزداد القيمة كلما زادت درجة الدرجة: 2
2 1 ، 2
2 2 ، 2
2 3 ، 2
2 4 . تم تسليط الضوء على النمو المتضاعف في مقال نشر حديثًا بعنوان "
متخصصو الكمبيوتر في توسيع حدود المعرفة القابلة للاختبار" ، ووصفوا معدل النمو الهائل لتعقيد بعض المشكلات الحسابية. النمو المضاعف الفريد من نوعه لدرجة أنه يصعب عليه العثور على أمثلة في العالم الحقيقي. وقد تكون سرعة التقدم في الحوسبة الكمية أول مثال على ذلك.
إن السرعة الأسية المزدوجة التي ، وفقًا لنيفن ، فإن الحواسيب الكمومية تلحق بالكمبيوتر التقليدي ، هي نتيجة مزيج من عاملين أسيين. أولاً ، تتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بميزة أسية داخلية على الأجهزة الكلاسيكية: إذا كان هناك ، على سبيل المثال ، أربعة وحدات بت في الدائرة الكمومية ، تكون قوتها الحاسوبية مماثلة لدائرة مكونة من 16 بتة عادية. سيكون ذلك صحيحًا حتى بدون حدوث تحسن في تقنية الكم.
يظهر العامل الأسي الثاني بسبب التحسن السريع لمعالجات الكم. يقول نيفن: إن أفضل رقائق غوغل الكمومية تتحسن بشكل كبير في الآونة الأخيرة. هذه السرعة بسبب انخفاض في عدد الأخطاء. هذا سمح للمهندسين ببناء معالجات كمية أكبر ، كما قال نيفين. إذا كانت الحواسيب الكلاسيكية تتطلب قوة حسابية أضعافا مضاعفة لمحاكاة المعالجات الكمومية ، وتزداد قوة هذه المعالجات الكمومية أضعافا مضاعفة بمرور الوقت ، فإن النتيجة هي وجود علاقة مضاعفة بين الآلات الكمية والآلات الكلاسيكية.
هارتموت نيفين ، مدير مختبر الذكاء الاصطناعي الكم في Googleليس الجميع مقتنع بهذا. أولاً ، أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لا تقف مكتوفة الأيدي. تستمر الرقائق العادية في التحسن ، حتى لو
لم يعد قانون مور يعمل . بالإضافة إلى ذلك ، يبتكر علماء الكمبيوتر باستمرار خوارزميات أكثر كفاءة تساعد أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية على الاستمرار.
وقال
أندرو تشايلدز ، أحد مديري المركز المشترك للمعلومات الكمومية وعلوم الكمبيوتر في جامعة ماريلاند: "بالنظر إلى جميع الأجزاء المتحركة ، بما في ذلك التحسينات من الجوانب الكلاسيكية والكمومية ، من الصعب تسمية هذا النمو مضاعف الأسي".
وعلى الرغم من أن السرعة الدقيقة التي تلحق بها الحواسيب الكمومية أجهزة الكمبيوتر التقليدية يمكن أن تكون موضع نقاش ، فلا شك في التحسن السريع في تكنولوجيا الكم.
كتب
سكوت آرونسون ، أخصائي تكنولوجيا المعلومات في جامعة تكساس في أوستن ، عبر البريد الإلكتروني: "أعتقد أن الواقع الذي لا يمكن إنكاره لهذا التقدم قد نقل الكرة إلى جانب الأشخاص الذين يعتقدون أن أجهزة الكمبيوتر الكم القابلة للتطوير لن تعمل". "سيتعين عليهم الآن أن يوضحوا بوضوح أين سيتوقف هذا التقدم ولماذا."
الهدف الرئيسي من مجال الحوسبة الكمومية هو إنتاج حسابات كمية فعالة لا يمكن محاكاةها في فترة زمنية معقولة على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية الأكثر قوة (ويعتبر حاسوب
القمة العمومي في مختبر أوك ريدج الوطني هو الأقوى). ومن بين مجموعات البحث المختلفة التي تطور أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، تعد Google مرتفعة للغاية في إعلان سعيها لتحقيق هذا الهدف ، والمعروف باسم "التفوق الكمومي".
حتى الآن ، يظل التفوق الكمي بعيد المنال - يبدو في بعض الأحيان أنه قد تم تحقيقه للتو ، لكنه فشل حتى الآن. ولكن إذا تم تنفيذ قانون نيفين ، فإن هذا الهدف قصير. لا يقول نيفين بالضبط متى سيحقق فريق Google ، حسب رأيه ، تفوقًا كبيرًا ، لكنه يعترف بأن ذلك قد يحدث قريبًا.
وقال نيفن: "كثيراً ما نقول أننا نعتقد أننا سنحقق ذلك في عام 2019". "كل العلامات موجودة بالفعل."